JP2022165406A - 医療器具の体腔内への自動挿入および体腔内での自動操作のためのデバイス - Google Patents

医療器具の体腔内への自動挿入および体腔内での自動操作のためのデバイス Download PDF

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Abstract

【課題】器具が少なくとも部分的にデバイス内に受容される場合に、２つ以上の細長い外科器具の移動を駆動するためのコンパクトなロボットデバイスを提供する。【解決手段】デバイスは、共有内部ボリュームを画定する壁を含むハウジングを含み、ハウジングは、共有内部ボリューム内に、２つ以上の細長い外科器具のそれぞれの少なくとも一部を収容するための少なくとも２つの内部経路と、複数のモータと、２つ以上の器具作動アセンブリであって、２つ以上の作動アセンブリの各々は、２つ以上の内部経路のいずれかの位置に構成されて、複数のモータのうちの少なくとも１つによって駆動されて、２つ以上の作動アセンブリの各々は、細長い外科器具に動作可能に接触して細長い外科器具を前進、後退および／またはロールの少なくとも１つをさせるように構成された、２つ以上の細長い外科器具作動アセンブリと、を内包する。【選択図】図１

Description

［関連出願］
本願は、２０２１年４月１９日に出願された米国一部継続出願第１７／２３３，７７４号および２０２１年４月１９日に出願された米国継続出願第１７／６７８，０７０号の優先権の利益を主張し、上記出願の内容は全て参照によりその全体を本明細書に完全に記載したかの如く組み込まれる。
［発明の分野および背景］
本発明は、そのいくつかの実施形態において、体腔に挿入される外科器具の自動作動に関するものである。
米国特許第ＵＳ１０５４３０４７号は、「細長い部材のためのロボット器具ドライバは、第１の細長い部材と、第１の細長い部材を操作するように構成された少なくとも１つのマニピュレータ機構と、ベッド上および患者アクセス部位の横に配置可能で、第１の細長い部材を連結するように構成された少なくとも１つの関節駆動部とを含む。マニピュレータおよび関節駆動部は、第１の細長い部材の挿入可能な長さよりも小さい距離だけ互いに相対的に配置され、配置された状態で静止している。」と開示している。
いくつかの実施形態の態様によれば、２つ以上の細長い外科器具が少なくとも部分的にデバイス内に受容されているときに、２つ以上の細長い外科器具の動きを駆動するためのコンパクトなロボットデバイスであって、
共有内部ボリュームを画定する壁を備えるハウジングであって、共有内部ボリューム内に、
２つ以上の細長い外科器具のそれぞれの少なくとも一部を収容するための少なくとも２つの内部経路と、
複数のモータと、
２つ以上の器具作動アセンブリであって、２つ以上の作動アセンブリの各々は、２つ以上の内部経路のうちの１つの位置に構成され、２つ以上の作動アセンブリの各々は、複数のモータのうちの少なくとも１つによって駆動され、２つ以上の作動アセンブリの各々は、２つ以上の細長い外科器具が少なくとも２つの内部経路内にそれぞれ少なくとも部分的に受容される場合に２つ以上の細長い外科器具の少なくとも１つと操作可能に接触して、細長い外科器具を前進、後退、および／または回転の少なくとも１つをさせるように構成された、２つ以上の器具作動アセンブリと、
を内包するハウジングを備えるデバイスが提供される。
いくつかの実施形態において、共有内部ボリュームは、複数のモータを２つ以上の作動アセンブリから分離する内部障壁を有さない。
いくつかの実施形態では、複数のモータを２つ以上の作動アセンブリから分離する、壁、ドレープ、遮蔽物または滅菌保護がない。
いくつかの実施形態では、２つ以上の内部経路の各々は、入口開口部と出口開口部との間で内部ボリュームを横切って延び、入口開口部と出口開口部は、デバイスのハウジングの対向する複数の壁に構成され、内部ボリュームと連通している。
いくつかの実施形態において、作動アセンブリの各々は、複数のホイール対を備え、各ホイール対は、その間に内部経路を画定するように配置された対向するホイールの組を含む。
いくつかの実施形態において、対向するホイールの少なくともいくつかは、内部経路内で細長い外科器具を前進および後退させるために回転し、細長い外科器具を細長い外科器具の長軸に対して回転させるように構成される。
いくつかの実施形態において、器具作動アセンブリは、両方ともハウジングの複数の壁の内側に閉じ込められ、２つ以上の細長い外科器具の部分のみがデバイス内に受容されたとき、ハウジングの壁から少なくとも１ｃｍ離れる距離まで外側に伸びる。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つの固定位置は、２つ以上の細長い外科器具の少なくとも１つの近位端をハウジングに固定するためにハウジングの壁の外部に画定され、一方、細長い外科器具のより遠位部分は、ハウジングの内部で、２つ以上の内部経路の１つの内部に受容される。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つの固定位置は、出口開口部を通って内部ボリュームを出る細長い外科器具が、２つ以上の細長い外科器具の第２の細長い外科器具の近位端の内腔に導かれ、２つの細長い外科器具の伸縮配置を形成するように、ハウジングからの出口開口部に位置する。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの固定位置は、少なくとも１つの細長い外科器具の近位ハンドルを収容するように形作られ構成された空洞を画定する。
いくつかの実施形態では、内部ボリュームは、２８００ｃｍ３より小さく、デバイスは８５０ｇより少ない重量を有する。
いくつかの実施形態では、ハウジングの寸法は、３０ｃｍより短い高さ、３０ｃｍより短い幅、３０ｃｍより短い長さを備え、少なくとも２つの内部経路の各々は、長さに沿って軸方向に延在している。
いくつかの実施形態では、２つ以上の細長い外科器具は、ガイドワイヤとマイクロカテーテルとを含み、ガイドワイヤは、マイクロカテーテルの内腔を通って少なくとも部分的に延びるように構成される。
いくつかの実施形態では、デバイスは、２つ以上の作動アセンブリを駆動するための複数のモータを制御するように構成されたコントローラを備える。
いくつかの実施形態では、コントローラは、外部の遠隔制御デバイスによって遠隔制御される。
いくつかの実施形態において、２つ以上の細長い外科器具のうちの１つ以上は、内部経路内に受容されたとき、ハウジングの壁から外側に延び、デバイスのハウジングの外部に湾曲部を形成する。
いくつかの実施形態において、作動アセンブリの各々は、細長い外科器具が通って延びるための内部経路の長さの少なくとも一部に沿って軸方向に延びる専用の細長いシャフトを含む。
いくつかの実施形態において、ロボットデバイスは、第３の作動アセンブリを備え、第３の作動アセンブリは、ハウジングに結合され、ハウジングの内部に存在するモータによって作動されて、第３の細長い外科器具を移動させる。
いくつかの実施形態では、
例えば、本明細書に記載されるようなロボットデバイスと、
ガイドワイヤの少なくとも一部が前記少なくとも２つの内部経路の１つに沿って延びるようにデバイスに装填されるガイドワイヤと、
マイクロカテーテルの少なくとも一部が前記少なくとも２つの内部経路のうちの第２のものに沿って延びるようにデバイスに装填するためのマイクロカテーテルと、
を含むキットが提供される。
いくつかの実施形態では、
例えば、本明細書に記載されるようなロボットデバイスと、
ガイドカテーテルの移動を駆動するための付加的なユニットであって、前記ロボットデバイスのハウジングに機械的に取り付け可能な付加的なユニットと、
を含む外科手術システムが提供される。
いくつかの実施形態の態様によれば、１つ以上の細長い外科器具の移動を駆動し操作するためのコンパクトなロボットデバイスであって、
少なくとも１つのモータと、
少なくとも１つのモータによって駆動される少なくとも１つの器具移動要素であって、ロボットデバイスに少なくとも部分的に受容された器具に動作可能に接触して、細長い外科器具を前進、後退、および／または回転させるように配置および構成された、器具移動要素と、
前記少なくとも１つのモータと前記少なくとも１つの器具移動要素を内包する形状と大きさのデバイスのハウジングと、
を備える、ロボットデバイスが提供される。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのモータおよび少なくとも１つの器具移動要素は、ハウジングの複数の壁の内側に閉じ込められ、そして、１つ以上の細長い外科器具のみが、デバイス内に受容されたときに、ハウジングの壁から外側に延びる。
いくつかの実施形態では、ハウジングの壁は、２８００ｃｍ３より小さい内部容積を画定し、デバイスは８５０ｇより少ない重量を有する。
いくつかの実施形態において、ハウジングの壁は、細長い外科器具がデバイスに挿入される少なくとも１つの入口開口部と、細長い外科器具がデバイスから出る少なくとも１つの出口開口部と、を画定する。
いくつかの実施形態では、ハウジングの壁は、少なくとも２つの細長い外科器具のための少なくとも２つの入口開口部および少なくとも２つの出口開口部を画定する。
いくつかの実施形態において、デバイスは、細長い外科器具の近位部分のためのアンカー位置を備え、細長い外科器具のためのアンカー位置および入口開口部は、ハウジングの同様の壁に沿って整列し、ハウジングの外部でアンカー位置および入口開口部の間に延びる細長い外科器具のセグメントがハウジングの外部でＵ字型湾曲部を形成する。
いくつかの実施形態において、ハウジングは、細長い外科器具が通って延びるための指定された細長いシャフトを備え、少なくとも１つの器具移動要素は、シャフトに隣接して配置され、細長い外科器具に動作可能に接触するためにシャフトの内側に突出する。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つの器具移動要素は、シャフト内で細長い外科器具を前進または後退させるために回転するように構成された対向するホイールの組を含む。
いくつかの実施形態では、シャフトは、歯車であって、回転されると、少なくとも１つの器具移動要素およびそこに受容された器具とともにシャフトの長軸を中心としてシャフトを回転させ、それによって器具を少なくとも１つの器具移動要素とともに回転させる、歯車に接続されている。
いくつかの実施形態では、シャフトの内側の輪郭は、少なくとも１つの器具移動要素の外側の輪郭とそれらの境界面で一致するように形成される。
いくつかの実施形態において、デバイスは、細長い外科器具の近位部分のためのアンカー位置を備え、アンカー位置は、細長い外科器具の近位部分を保持するためのホルダを含み、一方、細長い外科器具のより遠位の部分は、指定された細長いシャフト内に受容される。
いくつかの実施形態において、モータのうちの１つは、ホルダの回転および細長いシャフトの回転を駆動するように構成され、それによって、細長い外科器具の長さに沿った２つの離間した位置で細長い外科器具を回転させる。
いくつかの実施形態において、ハウジングの底壁は、鞍型である。
いくつかの実施形態では、ハウジングの底壁は平坦である。
いくつかの実施形態では、ハウジングの寸法は、３０ｃｍより短い高さ、３０ｃｍより短い幅、３０ｃｍより短い長さを含む。
いくつかの実施形態において、ハウジングは、入口開口部および／または出口開口部において、丸みを帯びた外部リップを有する円錐形状の突起を備える。
いくつかの実施形態では、ハウジングは、デバイスに装填された１つ以上の細長い外科器具にアクセスできる取り外し可能または移動可能なカバーを含む。
いくつかの実施形態では、デバイスは、ガイドワイヤおよびマイクロカテーテルの少なくとも一方の動きを駆動および操作するように構成される。
いくつかの実施形態の態様によれば、以下を備える外科手術システムが提供される。
例えば本明細書に記載されるようなロボットデバイスと、ガイドカテーテルの動きを駆動するための付加的なユニットであって、ロボットデバイスのハウジングに機械的に取り付け可能な付加的なユニットと、を備える。
いくつかの実施形態において、システムは、ロボットデバイスのコントローラと通信する遠隔制御デバイスを備える。
いくつかの実施形態では、システムは、ロボットデバイスのコントローラと通信する撮像モダリティを備える。
いくつかの実施形態の態様によれば、細長い外科器具の直線移動および回転運動を駆動するためのアセンブリであって、
シャフトの中心内腔と連通するスロットを含むシャフトであって、内腔はシャフトの長軸に沿って延びている、シャフトと、
互いに対向して配置され、スロットの２つの側で整列されたホイールの組であって、ホイールは、少なくとも部分的に、細長いシャフトの開口部を通ってスロット内に延び、そこに受容された細長い外科器具に接触する、ホイールの組と、
回転させたときに、シャフトの長軸を中心にシャフトをホイールとともに回転させるように配置され、構成された歯車と、
を備える、アセンブリが提供される。
いくつかの実施形態では、歯車は、シャフトと直線的に整列し、シャフトと同軸である。
いくつかの実施形態では、アセンブリは、ホイールの回転を駆動するように配置され、構成されたモータを備え、モータは、シャフトが回転するときにシャフトとともに回転するように配置され、構成される。
いくつかの実施形態では、歯車はその円周上にスロットを含み、スロットはシャフトのスロットと直線的に整列する。
いくつかの実施形態では、中心内腔を画定するシャフトの内壁は、ホイールの組のホイールの少なくとも１つの外形輪郭の少なくとも一部と一致するように輪郭を描いている。
いくつかの実施形態では、アセンブリは、歯車と接触し、歯車を回転させるように構成されたモータ変速機を備える。
いくつかの実施形態では、ホイールの組の各ホイールは、スロットによって画定される平面に対して実質的に垂直である平面上に横たわるように配置される。
いくつかの実施形態では、アセンブリがシャフト長軸を中心として回転するとき、ホイールの組は、ホイールの組の各ホイールがスロットによって画定される平面に対して実質的に垂直である平面上に横たわったままであるように、沿って回転する。
いくつかの実施形態の態様によれば、少なくとも１つの細長い外科器具の操作のために手術用ロボットデバイスを使用する方法であって、
手術用ベッドに隣接して、または手術用ベッド上に配置される形状および大きさのロボットデバイスを準備することと、
少なくとも１つの細長い外科器具をデバイスに装填することと、
ロボットデバイスによる少なくとも１つの細長い手術器具の操作を、遠隔操作インタフェースを介して制御し、外科処置を実行することと、
外科手術に続いて、ロボットデバイスを少なくとも１つの細長い外科器具とともに配置することと、
を備える方法が提供される。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイスは、
１つ以上のモータと、
１つ以上のモータによって駆動される１つ以上の器具移動要素と、
を備え、
装填することは、少なくとも１つの細長い外科器具を、１つ以上の器具移動要素と直接作動可能に接触させて配置し、１つ以上の器具移動要素は、１つ以上のモータと直接作動可能に接触する。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイスは滅菌ドレープで覆われていない。
いくつかの実施形態において、本方法は、少なくとも１つの細長い外科器具を体内に導入することと、細長い外科器具を通して体液をロボットデバイス内に入れることとを含む。
いくつかの実施形態の態様によれば、少なくとも１つの細長い外科器具の操作のために手術用ロボットデバイスを使用する方法であって、
患者の手足に装着できる形状および大きさのロボットデバイスを準備することと、
ロボットデバイスを患者の手足に装着することと、
少なくとも１つの細長い外科器具をデバイスに装填することと、
ロボットデバイスによる少なくとも１つの細長い手術器具の操作を制御して、外科処置を実行することと、
を備える方法が提供される。
いくつかの実施形態では、四肢は、ロボットデバイスが大腿部に取り付けられている患者の脚部、ロボットデバイスが手首に隣接して取り付けられている患者の腕部のうちの１つである。
いくつかの実施形態では、方法は、患者の鼠径部に切開部を形成することと、ロボットデバイスを用いて、切開部を通して少なくとも１つの細長い外科器具を導入することとを備える。
いくつかの実施形態では、取り付けることは、ロボットデバイスを四肢にストラップで固定することを備える。
いくつかの実施形態の態様によれば、細長い外科器具の使用可能な長さを制御する方法であって、
ハウジングを含むロボットデバイスを準備することと、
細長い外科器具が、細長い外科器具の長さに沿った第１の位置で保持され、細長い外科器具の長さに沿った第２の位置でスライド可能に保持されるように、細長い外科器具をロボットデバイス上に装填することであって、ここで、第１および第２の位置の間に延びる器具のセグメントが、湾曲部を形成する、装填することと、
細長い手術器具を第２の位置でスライドさせて、湾曲部の最大点とロボットデバイスのハウジングとの間の距離を短くするまたは長くすることによって、細長い手術器具の長さを制御することと、
を備える方法が提供される。
いくつかの実施形態において、本方法は、収縮または伸長により、ロボットデバイスのハウジングから患者の体内の目標点まで延びる細長い外科器具の遠位セグメントの長さを制御することを含む。
いくつかの実施形態の態様によれば、少なくとも２つの細長い外科器具の動きを駆動し操作するためのコンパクトなロボットデバイスであって、
少なくとも１つのモータと、
少なくとも２つのアセンブリであって、各アセンブリは、少なくとも２つの細長い外科器具のうちの１つの直線移動および／または回転を駆動するように構成され、各アセンブリは、少なくとも１つのモータまたは関連するトランスミッションによって駆動される器具移動要素を含む、少なくとも２つのアセンブリと、
を備えるハウジングを備え、
前記ハウジングは、２８００ｃｍ３より小さいボリュームを画定し、８５０ｇより少ない重量を有するロボットデバイスが提供される。
いくつかの実施形態の態様によれば、少なくとも１つの細長い外科器具の動きを駆動し操作するためのコンパクトなロボットデバイスであって、
少なくとも１つのモータと、
少なくとも１つのモータによって駆動される第１の器具移動要素であって、器具移動要素は、ロボットデバイスに少なくとも部分的に受容された細長い外科器具と作動可能に接触して、細長い外科器具を前進または後退させるように配置および構成される、第１の器具移動要素と、
少なくとも１つのモータによって駆動され、細長い外科器具の長軸を中心に細長い外科器具を回転させるように構成された、第２の器具移動要素と、
を備えるハウジングを備えるロボットデバイスが提供される。
いくつかの実施形態において、ハウジングは、細長い外科器具が通って延びるためのシャフトを備え、第１の器具移動要素は、細長い外科器具に接触するためにシャフト内に少なくとも部分的に突出する。
いくつかの実施形態では、シャフトの内壁には、第１の器具移動要素の外形輪郭の少なくとも一部と一致するように輪郭が付けられている。
いくつかの実施形態において、第１の器具移動要素は、細長い外科器具をホイールの回転方向に依存して前進または後退させる少なくとも１対のホイールを備える。
いくつかの実施形態では、第２の器具移動要素は、シャフトに沿って直線的に整列され、シャフトを回転させるように構成された歯車を備える。
いくつかの実施形態によれば、体腔に医療器具を挿入および前進させるための有利な医療デバイスが提供され、このデバイスは、医療器具を直線移動および／または回転運動で前進させるように構成される。いくつかの実施形態において、本明細書に開示される有利なデバイスは、小型でありながら、複数の医療器具を別々にまたは同時に挿入および前進させることができ、それによって、対象者の身体に、または少なくともその近傍に取り付けられるように構成される。いくつかの実施形態において、本明細書に開示されるデバイスは、遠隔コントローラを利用して、自動的に動作するように、および／またはユーザによって手動で制御されるように構成される。いくつかの実施形態において、開示されたデバイスを含むシステムと、様々な医療処置においてそれを使用する方法と、がさらに提供される。
いくつかの実施形態によれば、体腔に医療器具を前進させて挿入するための医療デバイスが提供され、このデバイスは、対象者の身体に取り付けられるように、またはそれに近接して配置されるように構成され、医療デバイスを対象者の身体に、または対象者の身体に近接して配置するように構成されたハウジングと、医療器具を直線的に前進させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータと、医療器具を回転させるように構成された少なくとも１つの回転アクチュエータとを備える少なくとも１つの移動制御ユニットと、を含み、少なくとも１つの回転アクチュエータおよび少なくとも１つの直線アクチュエータが同時におよび／または互いに独立して起動される。
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、少なくとも１つの直線アクチュエータおよび少なくとも１つの回転アクチュエータを作動させるように構成されたコントローラをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態によれば、コントローラは、ユーザによる手動操作のために構成されてもよい。いくつかの実施形態によれば、コントローラは、プロセッサからコマンドを受信するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイスは、自律的にコンピュータ制御されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの直線アクチュエータおよび少なくとも１つの回転アクチュエータは、１つ以上の共通のアクチュエータを有してもよい。
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの直線アクチュエータは、ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるアクチュエータを含むことができる。
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの回転アクチュエータは、ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるアクチュエータを含むことができる。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、使い捨てである。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、小型である。いくつかの実施形態では、医療デバイスは軽量である。
いくつかの実施形態によれば、医療器具は、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、バルーンカテーテル、ガイドカテーテル、ステントカテーテル、塞栓カテーテル、ステント回収デバイス等、またはこれらの任意の組み合わせから選択されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、体腔は、血管、尿道および気管、胃の解剖学的構造等から選択されてもよい。いくつかの実施形態によれば、デバイスは、複数の移動制御ユニットを含んでもよく、各制御ユニットは、別々の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成されてもよく、または２つ以上のモータの組み合わせは、医療器具の非連結または複合動作をさせることが可能である。
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、２つの移動制御ユニットを含んでもよく、第１の移動制御ユニットは、第１の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成され、第２の移動制御ユニットは、第２の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成される。
いくつかの実施形態によれば、第１の医療器具はガイドワイヤであってもよく、第２の医療器具はカテーテルであってもよい。
いくつかの実施形態によれば、第１の医療器具は、第２の医療器具の内腔を通って前進するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、医療器具の先端パラメータを制御できるようにさらに構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、移動制御ユニットは、医療器具が、ディスクの少なくとも１つとの少なくとも部分的な接触を維持しながら、その間に形成された空間に配置されることができるように、その外周の一部に沿って互いに対向する少なくとも２つのディスクを含み、それによってディスクの回転時に、医療器具が直線的に前進する。ディスクの外周の表面は、粗い、柔らかい、滑らか、コーティングされている、スポンジ状、親水性、疎水性、または医療器具との相互作用を最適化し得る他の特性を有していてもよい。駆動ディスクは、医療器具が直線に沿って作動するのではなく、湾曲した経路に沿って作動するように組み立てられてもよく、これにより、より高い駆動力およびより高い回転モーメントを得ることができる。
いくつかの実施形態によれば、医療デバイスは、電源をさらに含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、医療器具を一定または変化する割合（速度）で直線的に前進させるように構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、デバイスは、医療器具を体腔に自動的に挿入し、前進させるように構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、体腔に医療器具を挿入するためのシステムが提供され、このシステムは、体腔に医療器具を挿入するための医療デバイスであって、対象者の身体にまたはそれに近接した位置に配置されるように構成され、医療器具を直線的に前進させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータおよび医療器具を回転させるように構成された少なくとも１つの回転アクチュエータを備える少なくとも１つの移動制御ユニットと、少なくとも１つの直線アクチュエータおよび少なくとも１つの回転アクチュエータを起動するように構成されたコントローラであって、前記コントローラが少なくとも１つの回転アクチュエータおよび少なくとも１つの直線アクチュエータの少なくとも一方を同時におよび互いに独立して起動するように構成される、コントローラと、前記コントローラへのコマンドの供給が可能に構成されるプロセッサと、を備える医療デバイスを含む。
いくつかの実施形態によれば、コントローラは、ユーザによる手動操作のために構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、コントローラは、プレスボタン、スライドボタン、ジョイスティック、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、起動ボタンを含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、本明細書に開示されるシステムは、医療処置において医療器具を体腔に自動的に挿入し、前進させるために使用される。
いくつかの実施形態によれば、医療処置は、冠状動脈、末梢および脳血管内処置、胃の処置、尿路における処置、および呼吸器における処置から選択される、血管内処置を含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、システムは、撮像デバイスをさらに含むか、または撮像デバイスと連動して動作するように構成されてもよい。いくつかの実施形態によれば、撮像デバイスは、Ｘ線デバイス、透視デバイス、ＣＴデバイス、コーンビームＣＴデバイス、ＣＴ透視デバイス、ＭＲＩデバイス、および超音波デバイスから選択されてもよい。いくつかの実施形態によれば、医療器具を体腔に挿入および前進させる方法が提供され、この方法は、本明細書に開示される医療器具を対象者の身体に装着および固定し、または医療器具を対象者の身体に近接して配置し、医療器具を対象者の体腔に前進させることを含む。いくつかの実施形態では、この方法は自動的である（すなわち、医療器具の前進は、医療デバイスによって自動的に実行される）。
いくつかの実施形態によれば、体腔に医療器具を挿入するための身体装着可能な医療デバイスが提供され、このデバイスは、対象者の身体に配置され、身体に固定するように構成されたハウジングと、医療器具を直線的に前進させるように構成された少なくとも１つの直線アクチュエータと、医療器具を回転するように構成された少なくとも１つの回転アクチュエータと、少なくとも１つの直線アクチュエータおよび少なくとも１つの回転アクチュエータを起動するように構成されたコントローラであって、コントローラが少なくとも１つの回転アクチュエータおよび少なくとも１つの直線アクチュエータの少なくともいずれかを同時にかつ互いに独立して起動するように構成された、コントローラと、を備える。
いくつかの実施形態によれば、後端および前端からデバイスに出入りするガイドワイヤおよびマイクロカテーテルは、有利には、マイクロカテーテルの駆動がガイドワイヤの駆動を損なわずに、ガイドワイヤ上のマイクロカテーテルの運動を可能にする。
本開示の特定の実施形態は、上記の利点の一部、全てを含んでもよく、または全く含まなくてもよい。１つ以上の他の技術的利点は、本明細書に含まれる図面、説明、および特許請求の範囲から当業者には容易に明らかであろう。さらに、特定の利点を上記に列挙したが、様々な実施形態は、列挙された利点の全てまたは一部を含む、または全く含まない。
いくつかの実施形態の態様によれば、体腔に医療器具を前進させ挿入するための医療デバイスであって、医療デバイスを対象者の身体にまたはそれに近接して配置し、身体に固定するために構成されたハウジングと、医療器具を直線的に前進させるために構成された少なくとも１つのアクチュエータおよび医療器具を回転させるために構成された少なくとも１つの回転アクチュエータとを含む少なくとも１つの移動制御ユニットと、を備え、少なくとも１つの回転アクチュエータおよび少なくとも１つの直線アクチュエータは、同時におよび／または互いに独立して作動される、医療デバイスが提供される。
いくつかの実施形態では、デバイスは、少なくとも１つの直線アクチュエータおよび少なくとも１つの回転アクチュエータを作動させるように構成されたコントローラを備える。
いくつかの実施形態では、コントローラは、ユーザによる手動操作のために構成される。
いくつかの実施形態では、コントローラは、プロセッサからコマンドを受信するように構成される。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの直線アクチュエータと少なくとも１つの回転アクチュエータは、１つ以上の共通のアクチュエータを有する。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの直線アクチュエータは、ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるアクチュエータを備える。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの回転アクチュエータは、ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるアクチュエータを備える。
いくつかの実施形態では、医療デバイスは使い捨てである。
いくつかの実施形態において、医療器具は、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、バルーンカテーテル、ガイドカテーテル、ステント、回収デバイス、またはそれらの任意の組み合わせから選択される。
いくつかの実施形態では、体腔は、血管、尿道、気管、および胃腸から選択される。
いくつかの実施形態において、デバイスは、２つ以上の移動制御ユニットを備え、各制御ユニットは、別々の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成される。
いくつかの実施形態では、デバイスは、２つの移動制御ユニットを備え、第１の移動制御ユニットは、第１の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成され、第２の移動制御ユニットは、第２の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成される。
いくつかの実施形態では、第１の医療器具はガイドワイヤであり、第２の医療器具はカテーテルである。
いくつかの実施形態では、第１の医療器具は、第２の医療器具の内腔を通って前進するように構成される。
いくつかの実施形態では、デバイスは、医療器具の追加のアクチュエータを使用して先端パラメータを制御できるようにさらに構成される。
いくつかの実施形態において、移動制御ユニットは、医療器具が、ホイールの少なくとも１つとの少なくとも部分的な接触を維持しながら、その間に形成された空間に医療器具が配置されることができるように、その外周の一部に沿って互いに対向する少なくとも２つのディスクを備え、それによってディスクの回転時に、医療器具が直線的に前進する。いくつかの実施形態では、デバイスは、電源を備える。
いくつかの実施形態では、デバイスは、医療器具を一定または変化する割合（速度）で直線的に前進させるように構成される。
いくつかの実施形態では、デバイスは、医療器具を体腔に自動的に挿入し前進させるように構成される。
いくつかの実施形態の態様によれば、体腔に医療器具を挿入するためのシステムが提供され、このシステムは、体腔に医療器具を挿入するための医療デバイスであって、対象者の身体にまたはそれに近接して医療デバイスを配置し、固定するように構成されたハウジングと、医療器具を直線的に前進させるように構成された少なくとも１つの直線アクチュエータおよび医療器具を回転させるように構成された少なくとも１つの回転アクチュエータを含む少なくとも１つの移動制御ユニットと、少なくとも１つの直線アクチュエータおよび少なくとも１つの回転アクチュエータを起動するように構成されたコントローラであって、少なくとも１つの回転アクチュエータおよび少なくとも１つの直線アクチュエータの少なくとも１つを同時におよび互いに独立して起動するように構成された、コントローラと、コントローラにコマンドを与えるように構成されるプロセッサと、を備える医療デバイスを備える。
いくつかの実施形態では、コントローラは、ユーザによる手動操作のために構成される。
いくつかの実施形態では、コントローラは、プレスボタン、スライドボタン、ジョイスティック、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、起動ボタンを備える。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの直線アクチュエータと少なくとも１つの回転アクチュエータは、１つ以上の共通のアクチュエータを有する。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの直線アクチュエータは、ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるアクチュエータを備える。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの回転アクチュエータは、ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるアクチュエータを備える。
いくつかの実施形態では、医療デバイスは使い捨てである。
いくつかの実施形態では、医療器具は、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、ガイドカテーテル、およびバルーンカテーテルから選択される。
いくつかの実施形態では、体腔は、血管、尿道、胃、および気管から選択される。
いくつかの実施形態では、システムは、２つの移動制御ユニットを備え、第１の移動制御ユニットは、第１の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成され、第２の移動制御ユニットは、第２の医療器具を直線的に前進および／または回転させるように構成される。いくつかの実施形態では、第１の医療器具はガイドワイヤであり、第２の医療器具はカテーテルである。
いくつかの実施形態では、システムは、医療処置において医療器具を体腔に自動的に挿入し前進させるように構成される。
いくつかの実施形態では、医療処置は、冠状動脈、末梢、および脳血管の処置、胃の処置、尿路の処置、および呼吸器の処置から選択される。
いくつかの実施形態では、システムは、撮像デバイスをさらに備える。
いくつかの実施形態では、撮像デバイスは、Ｘ線デバイス、透視デバイス、ＣＴデバイス、コーンビームＣＴデバイス、ＣＴ透視デバイス、ＭＲＩデバイス、および超音波デバイスから選択される。
いくつかの実施形態の態様によれば、体腔に医療器具を挿入し前進させる方法が提供され、この方法は、対象者の身体にまたは身体に近接して医療デバイスを配置することであって、医療デバイスは、対象者の身体にまたは身体に近接して医療デバイスを配置し、それに固定するように構成されたハウジングと、医療器具を直線的に前進させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータおよび医療器具を回転させるように構成された少なくとも１つの回転アクチュエータを含む少なくとも１つの移動制御ユニットと、を備え、少なくとも１つの回転アクチュエータおよび少なくとも１つの直線アクチュエータが同時におよび／または互いに独立して作動される、配置することと、対象者の体腔に医療器具を前進させることと、を備える。
いくつかの実施形態において、医療器具は、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、ガイドカテーテル、およびバルーンカテーテルから選択される。
いくつかの実施形態では、体腔は、血管、尿道および気管から選択される。
いくつかの実施形態では、医療器具の前進は、医療デバイスによって自動的に行われる。
いくつかの実施形態の態様によれば、体腔に医療器具を挿入するための医療デバイスであって、対象者の身体にまたは対象者に近接して配置し、固定するように構成されたハウジングと、医療器具を直線的に前進させるように構成された少なくとも１つの直線アクチュエータと、医療器具を回転させるように構成された少なくとも１つの回転アクチュエータと、少なくとも１つの直線アクチュエータおよび少なくとも１つの回転アクチュエータを起動するように構成されたコントローラと、を備え、コントローラは、少なくとも１つの回転アクチュエータおよび少なくとも１つの直線アクチュエータのうち同時にかつ互いに独立して少なくとも１つを起動するように構成された、医療デバイスが提供される。
いくつかの実施形態では、コントローラは、ユーザによる手動操作のために構成される。
いくつかの実施形態では、コントローラは、プロセッサからコマンドを受信するように構成される。
いくつかの実施形態では、コントローラは、無線遠隔コントローラからコマンドを受信するように構成される。
いくつかの実施形態では、無線遠隔コントローラは、Ｗｉ－Ｆｉ遠隔コントローラ、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）遠隔コントローラである。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの直線アクチュエータと少なくとも１つの回転アクチュエータは、１つ以上の共通のアクチュエータを有する。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの直線アクチュエータは、少なくとも１つの圧電アクチュエータを備える。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの回転アクチュエータは、少なくとも１つの圧電アクチュエータを備える。
いくつかの実施形態の態様によれば、２つ以上の細長い外科器具が少なくとも部分的にデバイス内に受容されているときに、２つ以上の細長い外科器具の移動を駆動するためのコンパクトなロボットデバイスであって、
２つ以上の細長い外科器具を収容するための少なくとも２つの内部経路を含む内部ボリュームを画定する壁を備えるハウジングであって、
複数のモータと、
２つ以上の内部経路のそれぞれの位置に構成された２つ以上の器具作動アセンブリであって、複数のモータによって駆動され、内部経路に少なくとも部分的に受容された細長い外科器具に動作可能に接触し、細長い外科器具を前進、後退、および／または回転の少なくとも１つをさせるように構成された、器具作動アセンブリと、
を内包するハウジングを備えるデバイスが提供される。
いくつかの実施形態では、２つ以上の内部経路の各々は、入口開口部と出口開口部との間で内部ボリュームを横切って延び、入口開口部と出口開口部とは、デバイスのハウジングの対向する複数の壁に構成され、内部ボリュームと連通している。
いくつかの実施形態では、２つ以上の器具作動アセンブリおよび複数のモータがすべて内部ボリュームを共有し、その間に分離がないように、２つ以上の内部経路の間に内部障壁は存在しない。
いくつかの実施形態では、細長い外科器具の近位端をハウジングに固定するために、少なくとも１つの固定位置がハウジングの壁の外部に画定されている。
いくつかの実施形態において、出口開口部を通って内部ボリュームから出る細長い外科器具が、第２の細長い外科器具の近位端の内腔に導かれ、２つの器具の伸縮配置を形成するように、少なくとも１つの固定位置が出口開口部の１つに位置する。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つの固定位置と少なくとも２つの入口開口部のうちの１つは、少なくとも１つの固定位置でデバイスに固定された細長い外科器具が少なくとも１つの入口開口部を介して内部ボリュームに入る前に湾曲部を形成するように、ハウジングの同じ壁に沿って画定される。
いくつかの実施形態では、２つ以上の内部経路は互いに平行であり、同様の軸方向範囲を有する。
いくつかの実施形態では、内部経路の長軸間の距離は１０ｃｍより短い。
いくつかの実施形態において、器具作動アセンブリは、両方ともハウジングの複数の壁の内側に閉じ込められ、そして、２つ以上の細長い外科器具の部分のみが、デバイス内に受容されたとき、ハウジングの壁から少なくとも１ｃｍ離れる距離まで外側に延びる。
いくつかの実施形態において、内部ボリュームは、２８００ｃｍ３より小さく、デバイスは８５０ｇより少ない重量を有する。
いくつかの実施形態では、複数のモータは、３～５個のモータを備える。
いくつかの実施形態では、作動アセンブリの各々は、
細長い外科器具が通って延びるための内部経路の長さの少なくとも一部に沿って軸方向に伸びる、指定された細長いシャフトと、
シャフトに隣接して配置され、シャフト内に突出して、シャフト内に受容された細長い外科器具に動作可能に接触する少なくとも１対のホイールと、
を備える。
いくつかの実施形態において、作動アセンブリの各々は、複数のホイール対を備え、各ホイール対は、その間に内部経路を画定するように配置された対向するホイールの組を含む。
いくつかの実施形態において、少なくとも一組のホイールは、シャフト内で細長い外科器具を前進または後退させるために回転するように構成された対向するホイールの組を備える。
いくつかの実施形態において、シャフトは、歯車に接続され、この歯車は、回転されると、複数のホイールとそこに受容された細長い外科器具と共にシャフトの長軸を中心にシャフトを回転させ、それによって、細長い外科器具を回転させる。
いくつかの実施形態において、ハウジングの寸法は、３０ｃｍより短い高さ、３０ｃｍより短い幅、３０ｃｍより短い長さを含み、内部経路の各々は、長さに沿って軸方向に延びる。
いくつかの実施形態において、ハウジング、入口開口部の少なくとも１つおよび／または出口開口部の少なくとも１つは、丸みを帯びた外部リップを有する円錐形状の突起を備える。
いくつかの実施形態において、ハウジングは、デバイスに装填され、内部経路の少なくとも一部に沿って延びる１つ以上の細長い外科器具にアクセスするための取り外し可能または移動可能なカバーを備える。
いくつかの実施形態では、デバイスは、ガイドワイヤおよびマイクロカテーテルの動きを駆動するように構成され、ガイドワイヤは、少なくとも部分的にマイクロカテーテルの内腔を通って延びるように構成される。
いくつかの実施形態では、デバイスは、２つ以上の作動アセンブリを駆動するための複数のモータを制御するように構成されたコントローラを備える。
いくつかの実施形態では、コントローラは、外部の遠隔制御デバイスによって遠隔制御される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される一例のデバイスと、ガイドワイヤの少なくとも一部が内部経路の１つに沿って延びるようにデバイスに装填するためのガイドワイヤと、マイクロカテーテルの少なくとも一部が内部経路の２つ目に沿って延びるようにデバイスに装填するためのマイクロカテーテルと、を含むキットが提供される。
いくつかの実施形態において、例えば本明細書に記載される一例のロボットデバイスと、ガイドカテーテルの動きを駆動するための付加的なユニットであって、ロボットデバイスのハウジングに機械的に取り付け可能な付加的なユニットと、を備える外科手術システムが提供される。
別様に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および／または科学用語は、本発明が属する技術分野における通常の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または同等の方法および材料が、本発明の実施形態の実施または試験において使用され得るが、例示的な方法および／または材料が以下に記載される。矛盾がある場合は、定義を含む特許明細書が支配的となる。さらに、材料、方法、および例は、例示に過ぎず、必ずしも限定的であることを意図していない。
本発明の実施形態の方法および／またはシステムの実装は、選択されたタスクを手動、自動、またはそれらの組み合わせで実行または完了することを含むことができる。さらに、本発明の方法および／またはシステムの実施形態の実際の計装および実装によれば、いくつかの選択されたタスクは、ハードウェアによって、ソフトウェアによって、またはファームウェアによって、またはオペレーティングシステムを使用するそれらの組み合わせによって実装され得る。
例えば、本発明の実施形態による選択されたタスクを実行するためのハードウェアは、チップまたは回路として実装され得る。ソフトウェアとして、本発明の実施形態による選択されたタスクは、任意の適切なオペレーティングシステムを使用するコンピュータによって実行される複数のソフトウェア命令として実装され得る。本発明の例示的な実施形態では、本明細書に記載される方法および／またはシステムの例示的な実施形態による１つ以上のタスクは、複数の命令を実行するためのコンピューティングプラットフォームなどのデータプロセッサによって実行される。任意選択で、データプロセッサは、命令および／またはデータを格納するための揮発性メモリ、および／または命令および／またはデータを格納するための不揮発性ストレージ、例えば、磁気ハードディスクおよび／またはリムーバブルメディアを含む。任意選択で、ネットワーク接続も提供される。ディスプレイおよび／またはキーボードやマウスなどのユーザ入力デバイスも任意選択で提供される。
本発明のいくつかの実施形態は、添付の図面を参照して、例としてのみ、本明細書で説明される。ここで図面を詳細に参照すると、示された特定事項は、例として、本発明の実施形態の例示的な議論のためのものであることが強調される。この点に関して、図面と共に取られる説明は、本発明の実施形態がどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。
図１は、いくつかの実施形態による、対象者の身体に固定される挿入デバイスを含む医療システムの概略図を示す。 図２Ａは、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの概略斜視図（前面）を示す。 図２Ｂは、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの概略斜視図（背面）を示す。 図３Ａは、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの概略斜視図を示す。 図３Ｂは、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの概略斜視図を示す。 図４Ａは、いくつかの実施形態による、図３Ａ～３Ｂに示された挿入デバイスの概略斜視断面図である。 図４Ｂは、いくつかの実施形態による、図３Ａ～３Ｂに示された挿入デバイスの概略斜視断面図を示す。 図５は、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの移動制御ユニットの概略斜視上面図を示す。 図６Ａは、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの概略斜視図を示す。 図６Ｂは、いくつかの実施形態による、移動制御ユニットの斜視図を示す。 図６Ｃは、いくつかの実施形態による、移動制御要素の側面図を示す。 図７は、図６Ｃの移動制御要素の縦断面図を示す。 図８は、いくつかの実施形態による、移動制御ユニットを概略的に示す。 図９Ａは、いくつかの実施形態による、医療機器の直線的な前進および／または回転運動のための移動ユニットを示す。図９Ａは、いくつかの実施形態による、医療器具の直線的な前進のための圧電作動機構を概略的に示す。 図９Ｂは、いくつかの実施形態による、医療機器の直線的な前進および／または回転運動のための移動ユニットを示す。図９Ｂは、いくつかの実施形態による、医療器具を回転させるための圧電作動機構を概略的に示している。 図１０は、いくつかの実施形態による、医療器具に直線移動と回転運動の両方を付与することができる例示的なデバイスの概略図を示す。 図１１は、いくつかの実施形態による、移動制御デバイスを示す。 図１２は、いくつかの実施形態による、複数の医療機器の移動を制御するための、移動制御ユニットのアセンブリを示す。 図１３は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムのブロック図を示す。 図１４は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットデバイスを使用する一般的な方法のフローチャートを示す。 図１５は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットデバイスに複数の外科器具を装填する方法のフローチャートを示す。 図１６Ａは、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムの遠隔制御デバイスの様々な構成を示す。 図１６Ｂは、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムの遠隔制御デバイスの様々な構成を示す。 図１６Ｃは、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムの遠隔制御デバイスの様々な構成を示す。 図１６Ｄは、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムの遠隔制御デバイスの様々な構成を示す。 図１７は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムに関連する画面インタフェースの概略的な一例を示す。 図１８Ａは、いくつかの実施形態による、ロボットデバイスの異なる図を示す。 図１８Ｂは、いくつかの実施形態による、ロボットデバイスの異なる図を示す。 図１９Ａは、いくつかの実施形態による、ガイドカテーテル駆動ユニットを含む、またはそれに取り付けられた手術用ロボットデバイスを概略的に示す。 図１９Ｂは、いくつかの実施形態による、ガイドカテーテル駆動ユニットを含む、またはそれに取り付けられた手術用ロボットデバイスを概略的に示す。 図２０Ａは、いくつかの実施形態による、ガイドカテーテル駆動ユニットの分離機構の一例を示す。 図２０Ｂは、いくつかの実施形態による、ガイドカテーテル駆動ユニットハウジングの一例を示す。 図２０Ｃは、いくつかの実施形態による、ロボット外科システムに組み立てられたガイドカテーテル駆動ユニットの一例である。 図２１Ａは、いくつかの実施形態による、ロボット外科システムによって作動される器具の回転（ロール）および／または直線移動を作動させるための機構を示す。 図２１Ｂは、いくつかの実施形態による、ロボット外科システムによって作動される器具の回転（ロール）および／または直線移動を作動させるための機構を示す。 図２１Ｃは、いくつかの実施形態による、ロボット外科システムによって作動される器具の回転（ロール）および／または直線移動を作動させるための機構を示す。 図２２は、いくつかの実施形態による、ガイドワイヤの移動を駆動する機構の例示的な配置を示す。 図２３Ａは、いくつかの実施形態による、器具の湾曲部を調整することによって器具の長さおよび／または位置を制御することに係る概略図を示す。 図２３Ｂは、いくつかの実施形態による、器具の湾曲部を調整することによって器具の長さおよび／または位置を制御することに係るフローチャートを示す。 図２４は、いくつかの実施形態による、器具の長さを調整することができる器具の配置を画定するシステム構成を示す。 図２５は、いくつかの実施形態による、システムの器具移動駆動機構を概略的に示す。 図２６Ａは、いくつかの実施形態による、システムによって受容された器具を選択的に係合するための弾性要素（例えば、ばね）を含むデバイス構成の例を示す。 図２６Ｂは、いくつかの実施形態による、システムによって受容された器具を選択的に係合するための弾性要素（例えば、ばね）を含むデバイス構成の例を示す。 図２７は、いくつかの実施形態による、２つ以上の細長い外科器具を操作するために構成されたロボットデバイスの概略ブロック図である。 図２８は、いくつかの実施形態による、ガイドワイヤおよびマイクロカテーテルの操作のためのロボットデバイスを概略的に示し、ガイドワイヤは、少なくとも部分的にマイクロカテーテル内腔内に延在している。 図２９は、いくつかの実施形態による、伸縮配置のために構成された３つ以上の細長い外科器具を操作するためのロボットデバイスを概略的に示す図である。
本発明は、そのいくつかの実施形態において、体腔に挿入される細長い外科器具の自動的な作動に関する。
いくつかの実施形態の広範な態様は、デバイスのハウジングの外部に延び、湾曲する細長い外科用内腔器具の動きを操作するためのコンパクトなロボットデバイスに関するものである。本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、寸法が操作される器具の長さによって影響されないコンパクトな大きさのロボットデバイスを使用して器具を操作するのに適した構造的、機能的および／または設計的特徴に関連する。いくつかの実施形態では、体積、重量などのロボットデバイスの特性は、デバイスの電気的および機械的構成要素のみによって画定され、操作される器具によって実質的に画定されることはない。
いくつかの実施形態の態様は、患者の身体および／または手術用ベッドに取り付けられる形状および大きさの小型ロボットデバイスに関するものである。いくつかの実施形態では、デバイスのボリュームは、３０００ｃｍ３、２８００ｃｍ３、２５００ｃｍ３、または、中間の、より大きい、またはより小さい体積より小さい。いくつかの実施形態では、デバイスの重量は、１０００ｇより少ない、８５０ｇより少ない、５００ｇより少ない、または中間の、より大きいもしくはより少ない重量である。
いくつかの実施形態において、デバイスは、１つ以上の細長い外科器具（例えば、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル）を動かすための複数の作動機構を備え、例えば、器具を直線的に前進または後退させるため、器具を回転させるためのものである。いくつかの実施形態において、デバイスのハウジングは、作動機構をカプセル化し、一方、ハウジングの壁は、器具のための複数の入口および／または出口開口部および／またはアンカー位置を画定する。いくつかの実施形態において、器具の近位端部分がハウジングに結合されるアンカー位置（例えば、ホルダ）、およびハウジングの内部に通じる器具のための入口開口部が、同様の水平または垂直軸に沿って互いに対して整列され、アンカー位置と入口開口部の間に延びる器具セグメントが、デバイスのハウジングの外部に湾曲部を形成する。いくつかの実施形態において、器具のアンカー位置および入口開口部は、デバイスのハウジングの同様の面（または壁）に画定される。いくつかの実施形態において、同じ器具のための入口開口部および出口開口部は、ハウジングの対向する複数の壁に構成され、ハウジングに入る器具が、ハウジングによって画定される内部空間を横切って、出口開口部まで延びるようにする。
いくつかの実施形態では、デバイスの部分はハウジングから外側に突出せず、任意選択で、デバイスに装填された器具のみがハウジングから外側に突出する。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイスのハウジングの最大寸法（例えば、箱形のデバイスにおけるような幅、高さ）は、デバイスの外部に湾曲する器具の出口開口部と入口開口部との間の距離の関数である。出口開口部と入口開口部との間の距離は、例えば、器具が耐えられる最小の曲率半径に従って設定されてもよい。一例では、デバイスのハウジングの最大寸法は、デバイスによって操作され、ハウジングの外部で湾曲する器具の最小曲率半径の２～６倍、２～１０倍、２～５倍または中間、より高いまたはより低い数である。最大寸法が、ハウジングから出て再び入るときに湾曲する器具の最小曲率半径に従って決定されるデバイスのハウジングの潜在的な利点は、コンパクトで最小化された大きさのハウジングを提供することを含んでもよい。一例として、最小曲率半径Ｘを有する器具の場合、器具の入口開口部と出口開口部の間の最小距離は２×Ｘであろう。そのような状況において、器具が出入りするハウジングの壁は、例えば、２×Ｘ、２．１×Ｘ、３×Ｘ、５×Ｘまたは中間、より大きいまたはより小さい寸法の幅を備える。
いくつかの実施形態において、細長い器具の最小曲率半径は、器具が依然として機能することを可能にする、例えば器具の長さに沿ってトルクを伝達することを可能にする器具の最大曲げを含む。いくつかの実施形態において、細長い器具の最小曲率半径は、器具が無傷のままである（例えば、破損していない）曲げを含む。
いくつかの実施形態において、ハウジングからの出口および入口開口部は、例えば開口部の円錐形プロファイルおよび／または丸みを帯びたリップを有することによって、器具と開口部のエッジとの間の摩擦を低減または回避するように形成される。鋭いエッジを有しないように形成された開口部の潜在的な利点は、器具とハウジングの壁との間の摩擦接触を低減することを含んでもよく、これは、特に器具がハウジングに再び入る前にハウジングの外部に延びて湾曲する場合に、器具の摩耗または損傷のリスクを低減し得る。
いくつかの実施形態において、ハウジングの形状および／または大きさは、ハウジング内の機械的および／または電気的構成要素、例えば、モータ、モータ伝達（例えば、歯車）、器具作動機構（例えば、ホイールなどの器具移動要素）によって画定される。いくつかの実施形態では、ハウジングは、その内部の機械的構成要素を依然として完全に内包しながら、可能な限り小さくなるように大きさが設定される。任意選択で、ロボットデバイスの機械的構成要素は、ハウジングから外側に突出しない。任意選択で、器具の作動を実行するために、ハウジングの外部からの追加の機械的構成要素が必要とされない。いくつかの実施形態では、ハウジングは、細長い外科器具だけがハウジングの内部および外部に延びるように、形成され構成される。いくつかの実施形態において、ハウジングの外に延びることは、少なくとも１ｃｍ、少なくとも２ｃｍ、少なくとも４ｃｍまたは中間、より長いまたはより短い距離をハウジングの壁から、例えば、器具がハウジングを出る壁全体から離れるように延びることを含む。例えば、ガイドワイヤやマイクロカテーテルなどの外科器具をハウジングから少なくとも１ｃｍ離れるように延在させることである。
いくつかの実施形態では、ハウジングと一体である構成要素、例えば、ハウジングの入口および／または出口開口部のリップを画定する突起は、ハウジングから１ｃｍより少ない、０．５ｃｍより少ない、０．３ｃｍより少ない、または中間、より長いまたはより短い距離まで延びている。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイスのハウジングは、例えば、ハウジングが少なくとも第１の向きと、例えば第２の向きが第１の向きに対して９０度または１８０度である第２の向きとに配置され得るように、特定の向きに制限されない。いくつかの実施形態では、ハウジングの少なくとも２つの対向する面が輪郭および大きさにおいて類似しているように対称性が存在し、デバイスを２つの「反転した」配向のうちの１つに配置することが可能である。
いくつかの実施形態では、複数の経路が、デバイスの内部ボリュームを通して画定され、経路内に受容された器具の移動を駆動するための作動機構が、経路に沿って構成される。いくつかの実施形態では、経路は、デバイスのハウジングの内部ボリュームに通じる入口開口部と、内部ボリュームの外に通じる出口開口部との間に延在する。いくつかの実施形態では、入口開口部および出口開口部は、ハウジングの対向する複数の壁に画定される。いくつかの実施形態において、デバイスは、対応する数の細長い外科器具を受容するための複数の経路（例えば、２、３、４、６、または中間の、より大きいまたはより小さい数の経路）を含み、各器具は、経路内に受容される。いくつかの実施形態において、複数の経路の長軸は、平行である。いくつかの実施形態において、複数の経路の作動機構は、横に並んで配置され、任意選択で、同様の軸方向範囲に沿って延びる。いくつかの実施形態では、複数の経路の作動機構の間に障壁（例えば、壁、遮蔽物、ドレープなど）は存在せず、作動機構は同様の空間を共有する。
いくつかの実施形態の態様は、細長い外科器具を操作するための単回使用ロボットデバイスに関するものである。いくつかの実施形態において、デバイスは、外科処置に続いて（任意選択でそれによって操作される器具とともに）配置される。いくつかの実施形態では、単回使用デバイスは、滅菌ドレープまたはカバーによって覆われる必要がない。いくつかの実施形態では、デバイス内に装填された器具を駆動および／または操作するために、単回使用ロボットデバイスに動作可能に接続される追加の機械部品は必要とされない。いくつかの実施形態では、デバイスは、パッケージングされ、予め滅菌され、任意選択で１つ以上の予め装填された器具と共に提供される。加えて、または代替的に、器具は、手術室でデバイスに装填される。
いくつかの実施形態では、デバイス上に装填される器具は、それを操作する１つ以上の器具移動要素と直接的に操作可能に接触する。いくつかの実施形態では、１つ以上の器具移動要素は、１つ以上のモータと直接的に動作可能な接触をする。いくつかの実施形態では、１つ以上のモータと１つ以上の器具移動要素は、単一のハウジングに内包されており、ハウジングは、その内容物とともに、臨床処置が完了したときに破棄される。
いくつかの実施形態において、器具駆動アセンブリなどのロボットデバイスの構成要素、および任意選択でロボットデバイス全体は、デバイスによって操作された器具と共に、使用後に廃棄される。使い捨てデバイスの潜在的な利点は、デバイスによって操作された器具が、モータおよび／またはトランスミッション歯車などの動作駆動構成要素を含むデバイス構成要素と直接接触することおよび／または同様の共有ボリュームに存在することが許容されることを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、器具と、ハウジング内のその可動要素および／または駆動モータとの間に境界要素または障壁が存在しない。これは、いくつかの実施形態において、デバイスが使用後に廃棄されるため、例えば再使用時に発生する可能性のある汚染のリスクが回避されることに起因して、可能になる。装填された器具がデバイスの器具移動要素（および／または他のデバイス構成要素、例えばモータ）に直接接触し得るデバイスのいくつかの潜在的利点は、使用の簡略化、装填時間の潜在的短縮、および（例えば「境界」要素が不要であるため）器具との機械的係合を改善すること、それによって器具の滑り、ねじれ、またはよじれなどの不要な器具動作を低減または回避することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス作動構成要素とデバイスによって操作される器具との間に無菌障壁は必要ない。場合によっては、同じ共有ボリューム内の器具およびデバイス作動構成要素の存在は、操作中に、器具によって接触されおよび／または器具の中を流れる流体（例えば、血液、生理食塩水）もデバイス作動構成要素と接触し得ることを意味し得るが、デバイスが無菌状態で供給され、その使用後に洗浄または再滅菌する必要がないので、汚染のリスクは低減または防止されるであろう。
いくつかの実施形態では、デバイスは、プラスチック、アルミニウム、鋼、銅、および／または他の適切な金属など、耐久性があり、軽量で、使い捨て可能で、任意選択でリサイクル可能な材料から構築される。
いくつかの実施形態の態様は、細長い器具の直線移動と回転運動（例えば、ロール）の両方が同じ物理的位置で実施される二重機能アセンブリに関するものである。いくつかの実施形態では、アセンブリは、器具が回転されている間に器具を直線的に移動させるように構成され、またはその逆に、器具が直線的に移動されている間に器具を回転するように構成される。
いくつかの実施形態において、アセンブリは、器具が受容される中心内腔を有する細長いシャフトを備える。ホイールの組がシャフトに隣接して配置され、ホイールの各々は、少なくとも部分的に中心内腔に延びて、内部の器具に動作可能に接触する。いくつかの実施形態では、ホイールの回転を駆動するモータが、ホイールに隣接して、例えば、シャフトの下に取り付けられている。いくつかの実施形態では、ホイールの回転は、回転方向に応じて、器具を押したり引っ込めたりする。いくつかの実施形態では、ホイールの回転を駆動するモータは、アセンブリの一部として構成される。あるいは、駆動力は、モータの伝達を介してホイールに伝達される。
いくつかの実施形態では、中心内腔を画定するシャフトの内壁は、ホイールの少なくとも一部の外側の輪郭と一致するように輪郭を描かれている。このような構造では、中心内腔は、ホイールの間の空間に延び、器具をホイールに密着させる。一例として、４輪アセンブリでは、シャフトの内壁は、器具がホイールに接触する接触点に最も近い中心内腔セグメントにおいて、ホイールの少なくとも１つ、２つ、３つまたは４つ全てと一致するように輪郭を描くことができる。
いくつかの実施形態では、シャフトと同軸の歯車が、シャフトに沿って、および／またはシャフトの近位端若しくは遠位端に接続され、歯車の回転時に、シャフトおよびホイール対が歯車によって単一ユニットとして回転され、それによってシャフトの中心内腔内にある器具（例えばガイドワイヤ、操縦可能マイクロカテーテル）が回転される。
同じ物理的位置（デバイスのハウジング内の特定の物理的位置および／または器具との係合の特定の位置など）で器具の直線移動および回転運動を駆動するアセンブリの潜在的な利点は、例えば、２つの離間した機構がそれぞれ直線移動および回転運動を駆動し、不要な運動が発生し得る箇所の間で器具が延びる必要がある場合に発生し得る滑り、ねじれ、よじれなどの不要な器具運動を低減または回避することを含んでもよい。また、回転と前進後退の２つの機能を同一部位に配置することで、コンパクトな設計が可能になるという他の利点もある。
いくつかの実施形態の態様は、細長い器具の回転（ロール）を、器具の長さに沿った２つの間隔をあけた係合位置で、同じモータを使用して駆動することに関するものである。いくつかの実施形態では、器具は、例えば、（例えば、器具のハンドルに隣接する）器具の近位部分およびより遠位部分で、器具の長さに沿った２つ以上の点で器具を回転させる要素によって係合される。例示的な構造において、第１の歯車は、器具の近位部分を保持するホルダを回転させ、第１の歯車の回転は、次に、（本明細書に記載されるような）直線移動アセンブリの一部である第２の歯車を回転させ、第２の歯車は、器具のより遠位の部分が受容されるシャフトを回転させる。このような配置では、単一のモータの作動が、第１および第２の歯車の両方の回転を駆動し、両方の係合位置で器具の回転（ロール）を発生させる。
例えば、２つの位置で回転を駆動するために２つの異なるモータを使用することと比較して、１つのモータを使用して器具の長さに沿って２つの離間した係合位置で回転運動を駆動することの潜在的利点は、器具に対する制御の改善を含んでもよく、ここで、２つのモータの作動タイミングおよび／または速度および／または方向が、その長さに沿って器具が均一に回転することを確実にするために同期される必要がある。
いくつかの実施形態では、デバイスによって操作される１つ以上の器具は、その近位部分からのみ（例えば、器具ハンドルから）係合し操作され、一方、１つ以上の追加の器具は、そのより遠位セグメントで（すなわち、器具ハンドルからではなく）係合される。
いくつかの実施形態の態様は、ロボットデバイスの外側で器具の湾曲部の大きさを変更することによって細長い外科器具の使用可能な長さを制御することに関する。いくつかの実施形態において、デバイスによって操作される器具は、ハウジングの外部で１回以上湾曲部状に延びる（曲がる）。いくつかの実施形態では、より遠位のセグメント（例えば、デバイスのハウジングからの出口開口部と患者の体内の目標との間に延びる器具セグメント）の長さが変化すると、湾曲部は、大きさが拡大または縮小する。いくつかの実施形態では、器具は、デバイスのハウジングに数回出入りし、ハウジングの外部に１つ以上の湾曲部を形成する。例えば、ガイドワイヤは、一度目は独立して、任意選択で近位のハンドルとより遠位の部分との間で、二度目は、湾曲したマイクロカテーテルの内腔内に受容されている間に、２度湾曲される。いくつかの実施形態では、湾曲部は「Ｕ」字型の湾曲部であり、これは、例えば、デバイスのハウジングの最も近い壁に対する「Ｕ」字型の最大点の距離を長くしたり短くしたりすることによって変更することが可能である。
本発明は、いくつかの実施形態に従って、細長い外科医療器具を体腔に挿入するための自動化デバイスに関し、より具体的には、ガイドワイヤおよびマイクロカテーテルなどの細長い外科医療器具を血管に挿入するための身体装着可能な自動化デバイスに関する。
診断や治療のためのカテーテル治療などの多くの医療行為では、患者の血管および他の体腔にカテーテルを挿入する必要がある。
通常、医師は、まずガイドワイヤを大腿動脈などの動脈や静脈に挿入し、心臓、動脈、末梢血管、脳などの目標に到達するまで曲がりくねった血管系を通してガイドワイヤを誘導する。一度適切に配置されると、医師は、ガイドワイヤの上にカテーテルを置き、カテーテルが目的部位に到達するまで押す。場合によっては、一般的にマイクロカテーテルと呼ばれる半径の小さなカテーテルを使用する必要がある。このような場合、医師は、ガイドワイヤを使用せず、直接マイクロカテーテルを挿入することができる。ガイドワイヤ／マイクロカテーテルの手動挿入および誘導は、医師にとって困難なだけでなく、わずかな誤動作でも血管壁の意図しない穿孔を引き起こす可能性があるため、患者にとっても危険な作業である。さらに、手作業による処置では、処置の間中、医師と追加の医療従事者が処置室に立ち会う必要がある。侵襲的処置の多くはＸ線、ＣＴなどの画像診断下で行われるため、患者だけでなく医療従事者も放射線に曝されることになる。
近年、遠隔操作の自動化（ロボット化）デバイスが開発されているが、既存のロボットデバイスは煩雑で高価である。そのため、ガイドワイヤやマイクロカテーテルを血管などの体腔に挿入し、その中を目的部位まで誘導するための小型で安価かつ使い勝手の良い自動化デバイスが求められている。
いくつかの実施形態によれば、挿入デバイスは、電源を含んでもよい。いくつかの実施形態では、電源は、バッテリ、電源デバイスなどであってもよい。いくつかの実施形態では、バッテリは使い捨てである。いくつかの実施形態では、バッテリは再利用可能である。いくつかの実施形態では、バッテリは再充電可能である。いくつかの実施形態では、電源は、主電源に直接または間接的に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、挿入デバイスは、デバイスの様々な構成要素間の命令および／または電気的接続を中継／処理／伝達するように構成された、１つ以上のプリント回路基板（ＰＣＢ）を含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、挿入デバイスは、医療機器の直線的なおよび／または回転する前進／移動を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、挿入デバイスは、挿入デバイスを回転させることによって、挿入デバイスを自動的に前進させ、および／またはその回転運動をさらに自動的に可能にするように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、医療器具がガイドワイヤである場合、挿入デバイスは、ガイドワイヤの直線および／または回転および／または先端パラメータを制御することを可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、医療器具がガイドワイヤである場合、挿入デバイスは、ガイドワイヤの直線および／または回転および／または先端パラメータを自動的におよび／または遠隔で制御することを可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、医療機器は、医療処置に使用される前に、医療デバイスに予め装填されてもよい。いくつかの実施形態では、医療機器は、対象者の身体に配置される前に、医療デバイスに予め装填されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、冠状動脈、末梢および脳血管内処置を含む血管内処置のために、１つ以上の医療器具（ガイドワイヤおよびカテーテルなど）を血管などの体腔の中および内部に遠隔かつ自動的に直線的に進めるように構成された挿入デバイスが提供される。いくつかの実施形態では、挿入デバイスは、１つ以上の医療器具の回転運動をさらに自動的および／または遠隔的に制御／許可するように構成される。いくつかの実施形態では、挿入デバイスは、１つ以上の医療器具のパラメータ、例えば、先端剛性を制御するようにさらに構成される。いくつかの実施形態では、デバイスは、例えば、器具の前進速度、器具の剛性、のうちの１つ以上を制御することによって、器具の遠位先端によって加えられる力を制御するように構成される。任意選択で、器具は、その遠位先端が、先端によって遭遇する構造（例えば、血管壁のような組織）に対して一定の力または変化する力を加えるように操作される。
いくつかの実施形態によれば、様々な内腔処置のために、１つ以上の医療器具（ガイドワイヤおよびカテーテルなど）を体腔の中およびその中に遠隔かつ自動的に直線的に進めるように構成された挿入デバイスが提供される。いくつかの実施形態によれば、第１の器具がガイドワイヤであり、第２の医療器具がカテーテルであるとき、挿入デバイスは、ガイドワイヤの直線、回転および／または先端パラメータ制御、並びにカテーテルの（ガイドワイヤ上の）直線移動、およびその（挿入デバイスに対する）回転運動を可能にし得る。
いくつかの実施形態によれば、医療機器の前進の線速度は、約０～１００ｍｍ／秒またはその任意の部分範囲の範囲内であってよい。いくつかの例示的な実施形態では、医療機器の線速度は、約０～５０ｍｍ／秒、１～１００ｍｍ／秒、５～５０ｍｍ／秒、または中間、より高い、またはより低い速度の範囲内であってよい。速度は、一定であってよく、および／または、変化する増分をもって、処置中に（手動および／または自動で）調整されてもよい。いくつかの実施形態では、速度は、約０．１ｍｍ／秒の増分で約０～２５ｍｍ／秒の範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、速度は、約１ｍｍ／秒の増分で約２５～５０ｍｍ／秒の範囲内であってよい。いくつかの実施形態では、アクチュエータにおける位置保持安定性は、約０．１ｍｍである。いくつかの実施形態によれば、回転運動は、３６０度の範囲内のどこであってもよい。
いくつかの実施形態によれば、回転運動は、３６０度の範囲内で連続的であってもよい。いくつかの実施形態では、全回転の数は制限されてもよい。いくつかの実施形態では、全回転の数は、中立（開始）設定から各方向に約５～１０回転に制限されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、回転位置分解能は、１～５度、０．５～１０度、０．１～１度、または中間、より高い、またはより低い分解能の増分であり得る。いくつかの例示的な実施形態では、回転位置分解能は、約±２度、±１度、±０．５度、または中間、より高い、またはより低い分解能であってよい。
いくつかの実施形態によれば、デバイスのコントローラは、遠隔コントローラであってもよい。いくつかの実施形態では、デバイスのコントローラは、デバイスと一体化されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイスのコントローラは、有線または無線手段によって接続されてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、医療デバイスの動作に対する制御を可能にするように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、前進の直線方向、前進の速度、前進の増分、回転運動、回転運動の程度など、またはそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない、医療機器の前進の制御を可能にするように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、１つ以上の操作ボタンを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ボタンは、圧力ボタン、スライドボタン、ジョイスティックなど、またはそれらの任意の組合せを含んでもよい。いくつかの実施形態では、システムは、内腔、例えば血管系に造影剤を注入するための手段を有していてもよい。注入機構は、外科医／医師が遠隔地から処置全体を行うことを可能にするように、遠隔操作されてもよい。いくつかの実施形態では、システムは、処置において使用される場合、ガイドカテーテルの直線移動および／または回転運動を制御するように構成されてもよい。
本明細書で言及されるように、「ロボットデバイス」または「デバイス」は、ハウジングの内部に収容される機械的および／または電気的構成要素を含むデバイスのハウジングを指す場合がある。いくつかの実施形態では、「デバイス」は、ガイドカテーテル駆動ユニット（ハウジングに一体化されておらず外部に結合されている場合）、デバイスの取り付け、デバイスの遠隔制御などの付加的なまたは外部構成要素を対象とすることを意図していない。
本明細書で言及されるように、「アセンブリ」または「作動アセンブリ」は、ホイールなどの器具移動要素、および／または器具が受容される細長いシャフトなどの器具用カップリングを含んでもよい。いくつかの実施形態では、「アセンブリ」または「作動アセンブリ」は、アセンブリの外部の１つ以上のモータから力を伝達する１つ以上のモータおよび／または伝達（例えば、歯車）をさらに含む。
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用が、以下の説明で述べられ、および／または図面および／または実施例に示される構成要素および／または方法の詳細に必ずしも限定されないことが理解されよう。本発明は、他の実施形態、または様々な方法で実施または実行することが可能である。
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、必ずしも以下の説明で示される内容または実施例によって例示される内容に限定されないことが理解されるであろう。本発明は、他の実施形態、または様々な方法で実施または実行することが可能である。
いくつかの実施形態による、例示的な医療システムの概略図を示す図１が参照される。図１に示されるように、システム２は、ガイドワイヤ６などの医療機器を対象者の内腔８（例えば、血管）に挿入するように構成された、身体装着可能な小型自動挿入デバイス４を含む。いくつかの実施形態によれば、目標組織（例えば、心臓、下肢の末梢血管、脳、肝臓など）の位置および処置の目的に応じて、入口点を患者の鼠径部（すなわち、大腿動脈）、腕（すなわち、橈骨動脈）または首（すなわち、頸静脈）から選択することができるが、これらに限定されるものではない。従って、患者の身体における挿入デバイス４の位置は、様々であってよい。図１に示す例では、デバイスは、患者の大腿動脈へのアクセスを可能にするために、患者の大腿部に取り付けられている。選択された入口点に応じて、デバイスは、追加的にまたは代替的に、患者の腕、または患者の身体の他の任意の所望の位置に取り付けられてもよいことが理解され得る。いくつかの実施形態によれば、デバイスは、任意の適切な取り付け要素を用いて患者の身体に取り付け／装着／固定されてもよい。例えば、デバイスは、バンドを用いて患者の身体に取り付けてもよく、このバンドは、患者の大腿部まで患者の脚の上に引っ張ることができる。バンドは、大腿部の周長に応じて伸縮するような柔軟なものであってもよいし、実質的に硬質または半柔軟で、長さ調整機構を含むものであってもよい。あるいは、１つ以上のストラップを患者の大腿部に直接巻き付けてもよい。そのようなストラップは、実質的に剛性または半可撓性で、長さ調整機構を有し、ストラップを締めて患者の大腿部に固定するためのコネクタ（例えば、バックル）をその反対端に備えてもよい。バンド／ストラップは、その上に配置された１つ以上のセンサ（力センサなど）を含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、挿入デバイスは、身体装着可能ではないが、例えば、ロボットアーム、患者のベッドに固定するように構成されたベース構造などを用いて、患者の身体に近接して配置するように構成される。
いくつかの実施形態では、挿入デバイスは、その構成要素の一部が処置の間に廃棄されて交換されるように部分的に使い捨てであってもよく、または処置が完了したら挿入デバイス全体が廃棄されるような、全体的に使い捨て、すなわち単回使用デバイスであってよい。他の実施形態では、挿入デバイスは、新しい医療機器（例えば、ガイドワイヤおよび／またはカテーテル）と共に繰り返し使用できるように、再使用可能であってもよい。
いくつかの実施形態では、デバイスは、例えば、ガイドワイヤ、カテーテル、マイクロカテーテルなどを含む、長さおよび直径が異なる様々な異なる医療機器を体腔に挿入するために使用できるように構成されてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、限定されないが、デバイスは、血管に挿入するように適合されてもよく、共にＳｈｅｋａｌｉｍ他による“Ｇｕｉｄｅｗｉｒｅ Ｈａｖｉｎｇ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｎｄ Ｔｉｐ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ”と題された共有に係る米国特許第１５号第９，５８６，０２９号、および／または“Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ Ｇｕｉｄｅｗｉｒｅ”と題された共有に係る米国特許出願公開第２０１８／２１４，６７５号に開示され、参照によりそれらの全体を本書に組み込まれるガイドワイヤなどのようなものを、血管に挿入することができる。
いくつかの実施形態によれば、システムは、デバイスの動作、特に、目標（例えば、心臓室、閉塞動脈など）に向けた医療機器（例えば、ガイドワイヤおよび／またはカテーテル）の挿入および／または操縦を制御するためのコントローラ１０をさらに含んでもよい。コントローラ１０は、有線接続または無線接続を介して挿入デバイス４に結合されてもよく、医師による手動操作（例えば、コントローラはジョイスティックの形態であってもよい）、または専用ソフトウェアを用いた自動操作のいずれであってもよい。後者の場合、システムは、少なくとも１つのプロセッサ、ユーザインタフェース、およびディスプレイを含むコンピュータ１２をさらに含んでもよい。コンピュータ１２は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、または他の任意のプロセッサベースのデバイスであってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ１０は、使い捨てである。いくつかの実施形態では、コントローラ１０は再利用可能である。いくつかの実施形態では、コントローラ１０は、複数の挿入デバイスと相互作用／結合するように構成される。
いくつかの実施形態では、システム２は、撮像デバイスをさらに含んでもよく、または、撮像デバイスと組み合わせて用いてもよい。利用される撮像モダリティは、Ｘ線透視、ＣＴ、コーンビームＣＴ、ＣＴ透視、ＭＲＩ、超音波、または任意の他の適切な撮像モダリティのうちのいずれか１つであってもよい。いくつかの実施形態によれば、挿入デバイスは、体腔内で医療機器を直線的に前進させることが可能であってよい。いくつかの実施形態では、デバイスは、医療機器を直線的に前進させることに代えてまたは加えて、内腔内で医療機器を回転させることがさらに可能であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイスは、医療機器を直線的に前進させながら、血管内で医療機器を別個におよび／または同時に回転させることがさらに可能であってもよい。例えば、いくつかの例示的な実施形態では、挿入デバイスは、血管内でガイドワイヤおよび／またはカテーテルを直線的に前進させることが可能であってよい。いくつかの実施形態では、デバイスは、ガイドワイヤおよび／またはカテーテルを直線的に進めることに代えてまたは加えて、血管内でガイドワイヤおよび／またはカテーテルを回転させることがさらに可能であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイスは、ガイドワイヤおよび／またはカテーテルを直線的に前進させながら、血管内でガイドワイヤおよび／またはカテーテルを別々におよび／または同時に回転させることがさらに可能であってよい。本明細書にさらに例示されるように、いくつかの実施形態によれば、挿入デバイスは、医療機器を変形させずに（すなわち、医療機器の長さに沿って張力またはねじれを形成せずに）医療機器の滑らかな移動をさらに有利に可能にする１つ以上のアクチュエータの利用により、その回転運動とともに体腔内での医療機器の直線的な前進を可能にするように構成される。いくつかの実施形態によれば、本明細書にさらに例示されるように、医療機器（ガイドワイヤおよび／またはマイクロカテーテルなど）の直線および回転運動は、別々のアクチュエータによって、または器具の回転および直線移動の両方を可能にするように構成された１または複数の兼用アクチュエータによって発生させてもよい。
次に、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの、概略的な斜視図（それぞれ、前面および背面）を示す図２Ａ～２Ｂを参照する。図２Ａに示されるように、挿入デバイスは、（ガイドワイヤ２２として示される）第１の医療機器を、（移動矢印によって示されるように）直線方向および任意選択で回転方向に、前進させるための要素を含む。図２Ａに示されるように、ガイドワイヤ２２の近位端は、以下に説明するように、ガイドワイヤ２２の先端パラメータに対する制御をさらに可能にし得る専用のホルダ３４に固定されてもよい。ガイドワイヤ２２は、ホルダ内の（デバイス２０の前面上の）第１の開口部３５から前進して、第２の開口部３６を介して挿入デバイス２０に入り、デバイス２０の後面（裏面）において別の開口部（第１の後部開口部（図示せず））からデバイス２０を再び出る。その後、ガイドワイヤ２２は、デバイス２０の後面における別の開口部（第２の後方開口部（図示せず））を介して挿入デバイス２０に再び入ることができ、第３の（前）開口部３７から挿入デバイス２０を再び出ることができ、これにより、第３開口部３７を出た後のガイドワイヤ２２の遠位端２４は、対象の身体、より詳細には血管などの体腔に挿入できるように構成され得る。
いくつかの実施形態では、図２Ａに示されるように、ガイドワイヤ２２は、挿入デバイス２０から（カテーテル３２として示される）第２の医療機器の内腔に出るが、これは、第１の後部開口部に接続／装着／関連付けられ、第２の後部開口部を介して挿入デバイス２０に再び入り、第３の前部開口部３７を介して挿入デバイス２０の前面に出ることができる。いくつかの実施形態では、第２の医療機器は、体腔に挿入されるように構成される。いくつかの実施形態では、第２の医療機器（例えば、カテーテル３２）は、自動医療デバイス２０による第１の医療機器（例えば、ガイドワイヤ２２）の前進とともにおよび／またはそれに続いて体腔に挿入されてもよい。ガイドワイヤ２２および／またはカテーテル３２の上述の巻回経路は、移動制御ユニット（後述）のコンパクトな空間配置（例えば、横並び）を可能にし、したがって、デバイス全体の大きさを最小化することができる。いくつかの実施形態では、器具がハウジングの内部を延びる経路（例えば、シャフト）は、並んで配置され、任意選択で互いに平行である。移動作動機構が実質的に並んで配置される横方向の整列は、より薄いデバイス幅など、より小さなデバイスの大きさを提供し得る。
デバイスの小型化により、一部の実施形態では、対象者の身体へのデバイスの配置が可能である。
いくつかの実施形態では、医療デバイス２０は、医療機器の直線および／または回転運動／前進を可能にするように構成された１つ以上のアクチュエータ／要素を含む。いくつかの実施形態では、図２Ａに示されるように、デバイス２０は、ガイドワイヤ２２の直線移動および／または回転運動を可能にするように構成された第１の移動制御ユニット２６を含む。第１の移動制御ユニット２６は、以下でさらに詳述するように、ガイドワイヤ２２の移動を可能にする１つ以上のアクチュエータ／モータを含んでもよい。デバイス２０は、カテーテル３２の直線移動および／または回転運動を可能にするように構成された第２の移動制御ユニット２８をさらに含んでもよい。第２の移動制御ユニット３２は、本明細書で以下にさらに詳述するように、カテーテル３２の移動を可能にする１つ以上のアクチュエータ／モータを含んでもよい。
任意選択で、デバイス２０は、例えば、前述の米国特許出願公開第２０１８／２１４，６７５号に開示されているように、ガイドワイヤが中空の外側ワイヤと外側ワイヤの内腔内に配置された内側ワイヤとで構成される実施例において、少なくとも１つの追加の移動制御ユニットをさらに含んでもよい。そのような実施例では、追加の移動制御ユニット２９を使用して、ガイドワイヤ２２の外側ワイヤに対するガイドワイヤ２２の内側ワイヤの移動の制御を可能にし、ガイドワイヤ２２の先端パラメータ、例えば剛性および／または曲率を制御してもよい。外側ワイヤに対する内側ワイヤの移動は、内側ワイヤに取り付けられたアジャスタ／スライダ３３、非回転ナット３０、およびそこにねじ込まれたリードねじ３１によって達成され得る。モータ／アクチュエータによるねじ３１の回転は、リードねじ３１の長さに沿ったナット３０の直線移動を引き起こし、その結果、アジャスタ／スライダ３３およびそれに取り付けられたインナーワイヤの直線移動が引き起こされる。いくつかの実施形態では、移動制御ユニット２９は、ガイドワイヤ２２の内側ワイヤと外側ワイヤとの間の、次の相対的状態、１）内側ワイヤの遠位先端が外側ワイヤの遠位先端を超えて遠位に延びる、２）内側ワイヤの遠位先端が外側ワイヤ内に存在するように近位に移動する（すなわち、外側ワイヤの遠位先端が内側ワイヤの遠位先端を超えて延びる）、および／または３）内側および外側ワイヤの遠位先端が揃えられる、のうちの１つ以上を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ２２およびそれが取り付けられているホルダ３４の、その近位端での回転は、移動制御ユニット２６によって制御されてもよい。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ２２のねじれ／よじれを防止するように、（ガイドワイヤ２２がホルダ３４に対して回転できないことがあるので）ホルダ３４がガイドワイヤ２２と共に滑らかに回転することを確実にするために、移動制御ユニット２９は、ホルダ３４の回転をさらに制御するために、例えばホルダ３４の近位端に結合された追加のアクチュエータ／モータを含んでもよい。
次に、挿入デバイス２０の斜視背面図を示す図２Ｂを参照する。図２Ｂに示されるように、挿入デバイス２０は、（ガイドワイヤ２２として示される）第１の医療機器を、（移動矢印によって示されるように）直線方向および任意選択で回転方向に、前進させるための要素／ユニットを含む。図２Ｂに示されるように、ガイドワイヤ２２の近位端は、専用のホルダ３４に固定されてもよい。ガイドワイヤ２２は、（デバイスの前面にある）ホルダ３４の第１の開口部３５から前進して、（図２Ｂには示されていない）第２の開口部を介して挿入デバイス２０に入り、デバイス２０の後面（裏面）にある第１の後部開口部３８からデバイス２０から再び出てもよい。ガイドワイヤ２２は、その後、デバイス２０の後面における第２の後方開口部３９を介して挿入デバイス２０に再び入り、挿入デバイス２０を（図２Ｂには示されていない）第３の（前部）開口部から再び出て、ガイドワイヤ２２の遠位端２４が、第３開口部を出た後、対象の身体、より詳細には血管などの体腔に挿入するように構成され得るようにしてもよい。
いくつかの実施形態では、図２Ｂに示されるように、ガイドワイヤ２２は、第１の後部開口部３８から（カテーテル３２として示される）第２の別の医療機器の内腔に挿入デバイス２０を出て、第１の後部開口部３８に接続／装着／関連付けられ、第２の後部開口部３９を介して挿入デバイス２０に再び入り、第３の前部開口部を介して挿入デバイス２０の前面に出てもよい。いくつかの実施形態では、第２の医療機器３２は、体腔に挿入されるように構成される。いくつかの実施形態では、第２の医療機器（例えば、カテーテル３２）は、自動医療デバイスによる第１の医療機器（例えば、ガイドワイヤ２２）の前進とともにおよび／またはそれに続いて体腔に挿入されてもよい。
ここで、いくつかの実施形態による、挿入デバイスの、概略的な透視上面図を示す、図３Ａ～３Ｂを参照されたい。図３Ａに示されるように、挿入デバイス５０は、ケーシング５２と、開いた構成で示される上部カバー５３とを含む。さらに、ガイドワイヤ５８の近位端を保持するホルダ５４が示されており、いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ５８の先端パラメータを調整することをさらに可能にすることができる。いくつかの実施形態では、上部カバー５３は、ガイドワイヤ５８が取り付けられたホルダ５４がケーシング５２の中に挿入され、および／またはそこから取り除かれ得るように、ホルダ５４へのアクセス１４を可能にすることが意図されている。図３Ａに示されるように、ガイドワイヤ５８は、ホルダ５４の第１の前部開口部５５から前進して、第２の前部開口部５６を介してケーシング５２内に入り、ケーシングの後面における第１の後面開口部（図示せず）からケーシング５２から再び出てもよい。次いで、ガイドワイヤ５８は、ケーシング５２の後面の第２の後方開口部（図示せず）を介してケーシング内に再び入り、第３の前部開口部５７からケーシング５２内に再び出ることができる。いくつかの実施形態では、図３Ａに示されるように、ガイドワイヤ５８は、ケーシング５２の第１の後部開口部から出る一方で、第１の後部開口部に接続／装着／関連付けられ得る（カテーテル６２として示される）別の医療機器の内腔内に通され、第２の後部開口部を介してケーシング５２に再び入り、第３の前部開口部５７を介してケーシング５２の前面を出る。いくつかの実施形態では、第２の医療機器６２は、体腔に挿入されるように構成される。いくつかの実施形態では、第２の医療機器（例えば、カテーテル６２）は、自動医療デバイスによる第１の医療機器（例えば、ガイドワイヤ５８）の前進とともにおよび／またはそれに続いて体腔に挿入されてもよく、すなわち、ガイドワイヤ５８はカテーテル６２が乗るレールとして機能することができる。
ガイドワイヤ５８および／またはカテーテル６２の上述の巻回経路は、後述するように、デバイス５０の移動制御ユニットのコンパクトな空間配置を可能にし、したがって、デバイス全体の大きさを最小化することができる。デバイスの小型化により、いくつかの実施形態では、対象者の身体へのデバイス５０の配置が可能になる。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、第１および第２の医療機器の直線および／または回転運動／前進を可能にするように構成された１つ以上のアクチュエータ／要素／ユニットを含む。
上部カバー５３およびケーシング５２の上部が取り除かれた、図３Ａの医療デバイスを概略的に示す図３Ｂを参照されたい。図３Ｂに示されるように、デバイス５０は、ガイドワイヤ５８の直線移動および／または回転運動を可能にするように構成された第１の移動制御ユニット６６を含んでもよい。デバイス５０は、カテーテルの直線移動および／または回転運動を可能にするように構成された第２の移動制御ユニット６８をさらに含んでもよい。第１の移動制御ユニット６６および第２の移動制御ユニット６８は、以下にさらに詳述するように、ガイドワイヤおよび／またはカテーテルの移動（直線および／または回転）をそれぞれ可能にする、アクチュエータ／モータ、歯車、ラックシャフト、回転ねじの１または２以上を含んでもよい。いくつかの実施形態では、デバイス５０は、１つ以上の追加の移動制御ユニットを含んでもよい。例えば、ガイドワイヤがその近位端でホルダ５４に固定される実施例では、デバイス５０は、ホルダ５４のその軸を中心とする回転を制御する少なくともモータ／アクチュエータおよび歯車６５を有する移動制御ユニットをさらに含んでもよい。
図３Ｂに示されるようにガイドワイヤ５８が中空の外側ワイヤと外側ワイヤの内腔内に配置された内側ワイヤとを含む実施例では、デバイスは、内側ワイヤの近位端に剛性的に取り付けられる、ホルダのアジャスタ／スライダ６１に取り付けられた非回転ナット６３と、ナット６３内を通るリードねじ（図示せず）と、を備える追加の移動制御ユニットを含んでもよく、外側ワイヤに対する内側ワイヤの移動を制御し、ガイドワイヤの先端パラメータを制御（例えば、その剛性および／または曲率を調整）できるようにしてもよい。モータ／アクチュエータ（図示せず）によるリードねじの回転は、リードねじの長さに沿ったナット６３の直線移動を引き起こし、これは、アジャスタ／スライダ６１およびそれに取り付けられた内側ワイヤの直線移動を引き起こす。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤの内側ワイヤと外側ワイヤとの間の以下の相対的状態のうちの１つ以上が、上記移動制御ユニットによって可能にされ得る。１）内側ワイヤの遠位先端が外側ワイヤの遠位先端を越えて遠位に延びている、２）内側ワイヤの遠位先端が外側ワイヤ内に配置されるように近位に並進している（すなわち、外側ワイヤの遠位先端が内側ワイヤの遠位先端を越えて延びている）、および／または、３）内側および外側ワイヤの遠位先端が揃えられる。
次に、いくつかの実施形態による、図３Ａ～３Ｂの挿入デバイスの断面の斜視図である図４Ａ～４Ｂが参照される。図４Ａに示されているのは、挿入デバイス５０（図３Ａ～３Ｂに図示）の縦断面図であり、第１の移動制御ユニット（図３Ｂの６６）と第２の移動制御ユニット（図３Ｂの６８）との間で断面化されている。図４Ａに示されるように、第１の移動制御ユニット６６は、（モータ７５として示す）少なくとも１つのモータと、（ガイドワイヤ５８として示す）第１の医療機器が移動されるシャフト７６と、を含む。また、歯車（例示的な歯車７８など）が示されている。さらに、移動要素８０が示されている。以下にさらに詳しく説明するように、移動要素８０は、一方の上に他方の上に置かれ、および／または他方に隣接して置かれた少なくとも２つの対向する丸いディスク／ホイール／リングを含み、これらの間に（ガイドワイヤ５８として示されている）医療機器が配置されるように空間を有する。
さらに図４Ａに示されているのは後端開口部８２であり、この開口部を通してガイドワイヤ５８はデバイスから、例えば、後端開口部に接続されるように構成されたカテーテル内腔に出ることができる。次に、第１の移動制御ユニット６６の長手方向の断面を示す図４Ｂを参照する。
図４Ｂに示されるように、移動要素８０は、一方を他方の上に、および／または一方を他方に隣接して配置され、その間に空間を有する、２つの対向する回転ホイール／ディスク／リング（８６Ａ、８６Ｂ）を含む。ホイールの間に形成された空間に、ガイドワイヤ５８が配置され、（例えば、様々な相互接続された歯車によって作動される）ホイールの回転時に、シャフト７６内のガイドワイヤ５８の後部開口部８２に向かう直線移動が促進されるようにする。回転速度を制御することによって、ガイドワイヤ５８の前進の速度が制御されてもよい。いくつかの実施形態では、移動制御ユニット６６および／または移動要素８０は、長手方向軸に沿って回転し、それによって、ガイドワイヤ５８の回転運動をさらに可能にしてもよい。いくつかの実施形態において、ホイールは、大きさ、形状、剛性、材料または組成において類似していても異なっていてもよい。
図４Ａ～Ｂにおいてさらに観察され得るように、いくつかの実施形態では、器具がハウジングの中および／または外に通過する開口部は、器具とハウジングの壁との間の摩擦を低減するように構造化されている。例えば、（ガイドワイヤ４８が通ってハウジングに再び入る）開口部８１は、丸みを帯びたリップで終わる円錐形の突起を画定している。ハウジングの開口部が丸みを帯びた形状で形成され、鋭い角がないことの潜在的な利点は、器具とハウジングの壁との間の摩擦を低減することを含んでもよく、それによって、（例えば、器具が壁に対して擦れることによる）器具の破れまたは摩耗のリスクを潜在的に低減させることができる。これは、器具がハウジングの外部に延び、湾曲し、したがって、例えば、単一の真っ直ぐな直線軸に沿ってのみ保持される器具と比較して開口部の壁に接触しやすい、本明細書に記載されるようなデバイスにとって特に利点となり得る。
ここで、いくつかの実施形態による、例示的な挿入デバイスの移動制御ユニットの概略的な斜視上面図を示す図５を参照する。図５に示されるように、挿入デバイス１００は、いくつかの移動制御ユニットを含む。第１の移動制御ユニット１１０は、（上記で詳述したように）挿入デバイス内に再び挿入された後に第１の移動制御ユニット１１０を通して挿入されるガイドワイヤ１０８の前進を可能にするように構成される。第２の移動制御ユニット１２０は、以上で詳述したように、第２の後部開口部を介して、ガイドワイヤ１０８が第２の医療器具（カテーテルなど）の内腔内に通されつつ挿入デバイスに再び入った後に、（対応する前部開口部を介して）挿入デバイスの前面に向かって、第２の医療器具（カテーテル）の前進を可能にするように構成される。第３の、任意選択の移動制御ユニット１０２は、使用されるガイドワイヤのタイプに応じて、３０のガイドワイヤ１０８の近位端を保持するためにホルダ１０４が使用される実施例において、ガイドワイヤが回転されている間にガイドワイヤ１０８のねじれ／よじれ／もつれを防ぐためにホルダ１０４の回転を制御できるように構成される。
図５に示されるように、第１の移動制御ユニット１１０は、ガイドワイヤ１０８が通されるチャネル／シャフト１１３と、移動要素１１４とを含んでもよい。さらに、移動制御ユニット１１０の動作を制御することを可能にする、モータ１１１）および１つ以上の歯車（代表的な歯車１１２が示されている）が示されている。移動要素１１４は、回転ディスク／リング／ホイール１１５を含んでもよく、これは、ガイドワイヤ１０８と接触するように配置され、そのスピン／回転により、ガイドワイヤ１０８はその経路に沿って直線的に前進することができる。ガイドワイヤ１０８は、ばね／ねじ予圧ピニオンによって回転ディスク／リング／ホイール１１５の方に押されてもよい。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤは、ばね／ねじ予圧ピニオンの組によって回転ディスク／リング／ホイール１１５へ押される。
図５に示されるように、ホイール１１５に面するのは、ガイドワイヤ１０８に曲げを形成する溝であってよい。ガイドワイヤの経路に曲げが組み込まれることにより、力の作用線の回転軸からの垂直距離が増加し、ガイドワイヤが直線的な経路をたどる場合、垂直距離がガイドワイヤの半径に等しくなるので、ガイドワイヤに大きな法線力を作用させなくても、細いガイドワイヤに十分な回転モーメント（トルク）を作用させることができる。
図５にさらに示されるように、チャネル／シャフト１１３は、ガイドワイヤ１０８へのアクセスを可能にし、さらに必要に応じてガイドワイヤ１０８の配置／除去を可能にするために、その長さに沿って開口部／スリット１１６を有していてもよい。いくつかの実施形態では、第１の移動制御ユニット１１０は、（例えば、アクチュエータ１１８の制御によって）軸を中心に回転し、それによって、ガイドワイヤ１０８（およびホルダ１０４）の回転運動を可能にすることができる。回転運動が作動する実施例では、開口部１１３はそれに応じて別の方向を向いていてもよい。
図５にさらに示されるように、第２の移動制御ユニット１２０は、医療機器が通されるチャネル１２３と移動要素１２４とを少なくとも含む。移動要素１２４は、回転ディスク／リング／ホイール１２５を含んでもよく、これは、チャネル１２３内に置かれた医療機器（例えば、そこに通されたガイドワイヤを有するカテーテル）と接触し、その回転により、医療機器はその経路に沿って前進することができる。
図５に示されるように、チャネル１２３は、その長さに沿って開口部／スリット１２６を有し、医療機器へのアクセスを可能にし、さらに、必要に応じて医療機器の配置／除去を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、第２の移動制御ユニット１２０は、その軸を中心に回転するように構成されてもよく、それによって、第２の医療機器（例えば、カテーテル）の回転運動が可能になる。
図５にさらに示されるように、第３の、任意選択の移動制御ユニット１０２は、少なくとも１つの歯車１３０を含み、ホルダ１０４の回転を可能にしてもよい。ガイドワイヤ１０８が二重同心ガイドワイヤ（即ち、外側中空ワイヤの内腔内に配置された内側ワイヤ）を備えるいくつかの実施形態では、デバイス１００は、ガイドワイヤの先端のパラメータ（例えば、ガイドワイヤの剛性および／または曲率）を制御するように、ガイドワイヤの内側および外側ワイヤ間の相対移動の制御を可能にするアクチュエータ／要素をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、デバイスは、内側ワイヤの近位端に剛性的に取り付けられているホルダ１０４のアジャスタ／スライダに取り付けられた非回転ナット１０３と、外側ワイヤに対する内側ワイヤの移動の制御を可能にするために、ナット１０３内にねじ込まれたリードねじ１０５とを含み、したがってガイドワイヤの先端パラメータを制御（例えば、その剛性および／または曲率を調整する）できる。リードねじ１０５の回転は、リードねじ１０５の長さに沿ったナット１０３の直線移動を引き起こし、その結果、アジャスタ／スライダおよびそれに取り付けられた内側ワイヤの直線移動が引き起こされる。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤの内側ワイヤと外側ワイヤとの間の次の相対的状態：１）内側ワイヤの遠位先端が外側ワイヤの遠位先端を越えて遠位に延びる、２）内側ワイヤの遠位先端が外側ワイヤ内に配置されるように近位に移動する（すなわち、外側ワイヤの遠位先端が内側ワイヤの遠位先端２０を越えて延びる）、および／または３）内側および外側ワイヤの遠位先端が揃えられる、の１つ以上が、上記移動機構によって可能になってもよい。
ここで、いくつかの実施形態による、例示的な挿入デバイスの概略斜視図を示す図６Ａを参照する。図６Ａに示されるように、挿入デバイス１５０は、医療機器（ガイドワイヤ１５４など）を、直線方向および任意選択で回転運動をもって前進させるように構成された移動制御ユニット１５６を内包するハウジング（半透明ハウジング１５８として示されている）を含んでもよい。図６Ａに示されるように、ガイドワイヤ１５４の近位端は、ガイドワイヤ１５４の先端パラメータに対する制御をさらに可能にし得る専用のホルダ１５２に固定され得る。ガイドワイヤ１５４は、ホルダ１５２から前進して開口部を介して挿入デバイスに入り、デバイスの対向する面における別の開口部からデバイスを再び出ることができる。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ１５４は、挿入デバイス１５０から別の医療機器（カテーテルなど）の内腔に出ることができ、これは、デバイスの開口部に接続／装着／関連付けされることができる。
次に、移動制御ユニット１５６の斜視図を示す図６Ｂを参照する。図６Ｂに示されるように、移動制御ユニット１５６は、医療器具（ガイドワイヤ１５４など）が通過／前進できるシャフト／チャネル１６２を含んでもよい。移動制御ユニット１５６は、医療機器直線駆動部（１６８）および任意選択で回転駆動部（１６４）をさらに含む。移動制御ユニット１５６は、回転運動を可能にするように構成されたスリップリング１６０をさらに含んでもよい。移動制御ユニット１５６は、以下に詳述するように、様々な可動部分の機械的運動を仲介するように構成された、１つ以上の回転／スピン要素（ホイールや歯車など）をさらに含んでもよい。次に、移動制御ユニット１５６の側面図を示す図６Ｃを参照する。図６Ｃに示されているのは、シャフト１６２、ガイドワイヤ１５４、回転駆動部１６４、および、スリップリング１６０である。
次に、図６Ｃに示された移動制御ユニットの直線駆動部１６８の、実質的にシャフト１６２の中心に沿った縦断面図を示す図７を参照する。
図７に示されるように、リニア駆動デバイス１６８は、一方を他方の上に置き／位置させ／配置し、その間に限られた空間を有する少なくとも２つのリング／ホイール／ディスク（１７０Ａ、１７０Ｂ）を含んでもよい。医療機器（ガイドワイヤ１５４など）は、ホイールのスピン／回転時に、少なくとも部分的に両方のホイールと接触しているガイドワイヤが直線的に前進するように、ホイール１７０Ａと１７０Ｂの間の狭い空間を通過するように構成される。
いくつかの実施形態では、ホイール／リング／ディスク１７０Ａ、１７０Ｂは、大きさ、形状、組成、または形態が同一であってよい。いくつかの実施形態では、ホイール／リング／ディスク１７０Ａ、１７０Ｂは、大きさ、形状、組成、剛性、材料、または形態が異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、ホイール１７０Ａ、１７０Ｂの間の空間は、医療機器１５４がわずかに曲げられ、医療機器のより良い回転を可能にするように、溝に形成される。ガイドワイヤの経路に組み込まれた曲げの潜在的な利点は、（ガイドワイヤが直線経路をたどる場合、ガイドワイヤの半径に等しい）回転軸からの力の作用線の垂直距離を増加させ、したがって、ガイドワイヤに高い通常の力を加えることなく、細いガイドワイヤに十分な回転モーメント（トルク）を作用させることを含んでもよい。
次に、いくつかの実施形態による、移動制御ユニットを概略的に示す図８を参照する。図８に示されるように、移動制御ユニットは、医療機器（ガイドワイヤ２０２など）の直線的な前進および／または回転運動を可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、医療機器２０２は、例えば、チャネルまたはシャフト（チャネル２０４として示される）によって画定されるような経路に沿って前進することができる。医療機器２０２の直線移動を可能にするために、移動制御ユニットは、直線駆動要素２００を含んでよく、この直線駆動要素は、図８においてホイール／ディスク／リング２０６Ａ、２０６Ｂとして示される２つ以上のスピン／回転要素を含んでよい。
図８に示されるように、複数のホイールは、その間に狭い空間を形成して、横に並べて配置されてもよい。医療機器２０２は、Ｓ字型、または実質的にＳ字型を形成するように、第１のホイール２０６Ａの下を通過し、第２のホイール２０６Ｂの上を通過するように、ホイールの間に通されてもよい。こうにすることで、医療機器２０２は少なくとも部分的にホイールに接触しているので、ホイールを対向する方向にスピン／回転させることで、機器２０２が直線的に前進する。ホイール２０６Ａおよび２０６Ｂの相対的なスピン方向は、医療機器２０２の直線的な移動の方向を決定することができる。
いくつかの実施形態では、移動制御ユニットは、回転駆動要素２１０をさらに含んでもよく、これは、直線駆動要素２００の回転（例えば、方向２１２における）、ひいてはそこに絡み合った医療機器２０２の回転を可能にし得る。上記に詳述したように、Ｓ字型の経路におけるホイールの周りの医療機器の絡み合いを利用することによって、医療機器は、滑ることなく、またその長さに沿って曲げを形成することなく、その軸の周りに自由に回転することができる。いくつかの実施形態では、移動制御ユニットは、（プラットフォーム２１４として示される）プラットフォーム上に配置され／置かれ、ユニットの自由な回転を可能にする。
ここで、いくつかの実施形態による、医療機器の直線的な前進および／または回転運動のための移動ユニットを示す図である図９Ａ～９Ｂが参照される。いくつかの実施形態では、図９Ａ～９Ｂに示されるように、ガイドワイヤの直線移動および／または回転運動は、圧電アクチュエータの手段によって発生させてもよい。圧電素子は、印加された電圧の関数としてその幾何学的寸法を変化させるセラミック材料で構成される。圧電素子は、高周波数、例えば５０～１５０ｋＨｚでの作動を可能にし、比較的大きな力を発生させることができ、それは素子の長さ（ストローク）の程度に線形相関する。圧電アクチュエータを自動医療デバイスに使用することは、その作動が医療用途では望ましくない磁場を発生させないので有利である。さらに、圧電アクチュエータは、ＭＲＩに適合している。いくつかの実施形態では、他のアクチュエータタイプ、例えば、電磁アクチュエータ（ソレノイド）、ＤＣモータ、ステッピングモータまたはＡＣモータが使用され得る。
いくつかの実施形態によれば、挿入デバイスは、２つの別々の部分／ユニット、直線移動を発生させるための第１の部分（以下「直線部分」ともいう）および回転運動を発生させるための第２の部分（以下「回転部分」ともいう）を含んでもよく、各運動タイプ、すなわち直線および回転を他から独立して発生させることを可能にする。また、２つの部分を順序よくまたは交互に作動させることにより、回転と直進を同時にさせる複合的な運動を発生させることもできる。
いくつかの実施形態では、直線部分はインチワームモータの形態であってもよく、図９Ａに示されるように、３つの圧電アクチュエータで構成されてもよい。圧電アクチュエータ３０１、３０３は、通電したときに垂直軸に沿って延長（伸長）および弛緩（短縮）することによって、医療機器３０４（例えば、ガイドワイヤ）を把持するために用いられ、通電したときに水平軸に沿って伸長および短縮する圧電アクチュエータ３０２によって、動きが達成される。いくつかの実施形態では、圧電アクチュエータ３０１および／または３０３は、伸長時に、ガイドワイヤ３０４を静的要素に押し付けて、ガイドワイヤ３０４を把持する単一のアクチュエータを含んでもよい。他の実施形態では、圧電アクチュエータ３０１および／または３０３は、事実上、圧電アクチュエータの組であり、ガイドワイヤ３０４の対向する側に配置され、両方が伸長および弛緩してガイドワイヤ３０４をそれぞれ把持および解放する。直線部分の作動プロセスは、周期的なプロセスである。機器３０４を左から右へ移動させるために、例えば、図９Ａに示されるように、まず、本実施例ではフォワードクラッチ圧電である圧電アクチュエータ３０３が機器を把持するように伸長する。次に、側方圧電である圧電アクチュエータ３０２が伸長され、その結果、圧電アクチュエータ１００３は、機器とともに、右へ小距離を移動する。なお、圧電アクチュエータ３０２に電力が供給される場合、その伸長が左右対称になるように、圧電アクチュエータ３０２の中心は固定される。この段階では、本実施例ではアフトクラッチ圧電である圧電アクチュエータ３０１が弛緩状態であり、機器を把持していないので、圧電アクチュエータ３０３で把持されている機器は右方向に移動する。次に、圧電アクチュエータ３０１が機器を把持するように伸長し、続いて圧電アクチュエータ３０３が弛緩して機器の把持が解除される。次に、圧電アクチュエータ３０２を弛緩させる。次に、圧電アクチュエータ３０３が伸びて機器を再びグリップし、その後、圧電アクチュエータ３０１が弛緩される。
図９Ｂに示されるように、デバイスの回転部分／移動ユニットは、圧電アクチュエータ対３０６、３０７を含んでもよく、これらは、互いに平行に、対向する側で機器３０８に接触する。２つの圧電アクチュエータを反対方向３０９Ａおよび３０９Ｂに伸長すると、機器が回転する。いくつかの実施形態では、クラッチ圧電アクチュエータ／対の少なくとも１つ、すなわち、圧電アクチュエータ３０１および／または圧電アクチュエータ３０３は、上述のように、デバイスの回転部分の一部であってもよく、デバイスの直線部分の一部であってもよい。他の実施形態では、追加の圧電アクチュエータ対が、ガイドワイヤを回転させるために使用されてもよい。
次に、いくつかの実施形態による、医療器具に直線移動および回転運動の両方を付与することができる例示的なデバイスの概略図を描いた図１０を参照する。いくつかの実施形態において、直線移動は、図９Ａ～９Ｂに関して本質的には上述したが、圧電モータ４０３によって（ガイドワイヤ４０８として示される）医療器具の方へおよびそれから離れるように動かされるクラッチとして機能する追加の圧電モータ４０４および４０５と共に、圧電モータ４０１、４０２、および４０３を用いてインチワーム様式で達成され得る。ガイドワイヤを時計回り（「ＣＷ」）に回転させるために、例えば、圧電モータ４０３は、圧電モータ４０４、４０５が対向する側でガイドワイヤを把持するまで、圧電モータ４０４、４０５をガイドワイヤ４０８に向かって動かすように弛緩／収縮される。圧電モータ４０５は次に伸長され（下方に移動され）、同時に圧電モータ４０４は弛緩／収縮され（上方に移動され）、ガイドワイヤを回転させる。その後、圧電モータ４０１はガイドワイヤを把持するように伸長され、圧電モータ４０３は、圧電モータ４０４および４０５をガイドワイヤから遠ざけることによってガイドワイヤの把持を解除し、元の位置へ移動させるように、伸長される。代替の実施形態では、追加の圧電モータが、圧電モータ４０３の代わりに、圧電モータ４０４および４０５の１つに結合され、ガイドワイヤに向かっておよびガイドワイヤから離れるようにその１つを移動させることができる。そのような実施形態では、ガイドワイヤの回転は、圧電モータ４０４および４０５の両方が、対向する方向に伸びる（または収縮する）ことによって達成されてもよい。利用される圧電アクチュエータは、例えば、ドイツのＰＩ Ｃｅｒａｍｉｃ ＧｍｂＨによって製造されたＰＩＣＭＡ（登録商標） Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ＰＺＴアクチュエータであってもよい。いくつかの実施形態では、回転圧電アクチュエータは、直線前進アセンブリ全体を回転させることができる。
ここで、いくつかの実施形態による、一方を他方に対して回転させることができる２つの同心円状の構成要素を有する移動制御ユニットを示す図１１が参照される。図１１に示されるように、移動制御ユニット５００は、医療機器（ガイドワイヤ５１０など）の、任意の所望の方向５０５への直線移動（前進）を可能にするように構成された第１の移動制御要素５０２（圧電モータなど）を含む。第１の移動制御要素５０２は、内側同心円状構成要素５３０に固定されている（図１２も参照）。移動制御ユニット５００は、内側同心円状構成要素を、任意の所望の時計回りまたは反時計回り方向５０７に回転させることによって、第１の移動制御要素５０２の回転運動を可能にするように構成された第２の移動制御要素５０４をさらに含む。
さらに図１１に示すのは、医療機器の近位端が専用のホルダ５２０に固定される、任意選択の設定である。いくつかの実施形態では、例えばガイドワイヤが二重同心ガイドワイヤ（すなわち、外側中空ワイヤの内腔内に配置された内側ワイヤ）を備えるとき、ホルダは、先端剛性などの医療機器のパラメータを制御できる機構を含んでもよく、これは、内側ワイヤを外側ワイヤに対して直線的に移動するように構成された少なくともアジャスタ／スライダ５０３を含む。さらに、追加の移動制御ユニット５０６が存在してもよく、これは、ホルダ５２０に取り付けられた機器を伴うホルダ５２０の回転に対する制御を可能にする。
次に、いくつかの実施形態による、複数の医療機器の移動を制御するための、移動制御ユニットのアセンブリを示す図１２を参照する。図１２に示されるように、移動制御アセンブリ６００は、各ユニットが異なる医療機器の移動を作動および制御できるように構成されるように、共役で利用され得る２つの別々の移動制御ユニット６０２、６０４を、含む。
図１２に示されるように、第１の移動制御ユニット６０２は、様々な移動要素を含み、本質的に図１１に関して以上で詳述したように、第１の医療機器（ガイドワイヤ６１０など）の直線移動（前進）および／または回転運動を可能にする。第２の移動制御ユニット６０４は、様々な移動要素を含み、第２の医療機器（マイクロカテーテル６１２など）の直線移動（前進）および／または回転運動を可能にする。いくつかの実施形態では、第１の医療機器６１０の運動（直線および／または回転）は、第２の医療機器６１２の運動（直線および／または回転）と独立していてよい。
いくつかの実施形態では、第１の医療機器および第２の医療機器の（直線的および／または回転する）移動は、同期してもよい。いくつかの例示的な実施形態では、図１２に示されるように、第１の医療機器（例えば、ガイドワイヤ）は、第２の医療機器（例えば、カテーテル）の内腔を通過して前進してもよい。いくつかの実施形態によれば、本明細書に開示される移動制御ユニット、デバイスおよびシステムのいずれにおいても、モータ（例えば、ＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッパモータなど）、電磁アクチュエータ（ソレノイド）、圧電アクチュエータ、空圧アクチュエータ、液圧アクチュエータなどを含むがこれらに限定されない、任意の適切なアクチュエータタイプが使用されてもよい。
図１３は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムのブロック図である。
いくつかの実施形態では、ロボットシステム１３０１は、外科手術室での使用に適している。任意選択で、１つ以上のシステム構成要素（制御構成要素、撮像構成要素など）は、システムの残りの部分から物理的に分離されており、遠隔で使用することができる。
いくつかの実施形態では、システム１３０１は、１つ以上の外科器具（例えば、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、ガイドカテーテル、中間カテーテル、および／または他の細長い外科器具）を受容し、かつ、その移動を作動させるように構成される。
いくつかの実施形態では、システムは、受容した器具の直線移動（例えば、前進および／または後退）を駆動し、および／またはそこに受容した器具の回転運動（例えば、軸回転）を駆動するように構成される。いくつかの実施形態では、直線移動および回転運動は、同時に作動される。
いくつかの実施形態では、システム１３０１は、１つ以上の器具の動きを駆動するためのロボットデバイス１３０３を含む。いくつかの実施形態では、デバイスのハウジングは、以下の構成要素のうちの１つ以上を収容し、かつ／または、以下の構成要素、
－ １つ以上のモータ１３０５などの１つ以上のアクチュエータ、および任意選択でモータの関連するトランスミッション、
－ システムによって受容された器具に動作可能に接触して器具を移動させる（例えば器具を前進、後退、回転させる）ように構成された、ホイールなどの器具移動要素１３１７であって、いくつかの実施形態では、器具移動要素は、モータ１３０５によって直接（例えば、接触によって）または間接的に（例えば、１つ以上の歯車または他の伝達を介して）駆動され、任意選択で、一部の器具移動要素のみがモータによって（直接的または間接的に）駆動され、他の器具移動要素は、器具の移動に応答して、および／またはモータ駆動の器具移動要素の移動に応答して移動する、器具移動要素１３１７、
－ 操作信号を一般制御ユニット１３０９から受信、および／または、一般制御ユニット１３０９に送信するように構成された、コントローラ１３０７であって、一般制御ユニット１３０９は、遠隔制御デバイス、コンソール、システムベースに物理的に取り付けられた制御ユニット、またはそれらの組合せとして構成されてもよく、いくつかの実施形態において、ロボットシステムによって受容され操作される器具の操作（例えば、直線移動、回転）を調整するように構成される、コントローラ１３０７、
－ 例えば、バッテリおよび／または主電源用接続手段を含む、電源供給手段１３１１、
－ 感知手段１３１５であって、例えば、器具が挿入されたかどうか、器具の相対位置、器具移動要素（例えば、ホイール）の位置、器具移動要素の実際の動き（例えばホイール回転数を数えるカウンタによる）、他のシステムのセンサと通信するためのセンサ、および／または他の測定および／または表示、を検出するために構成された１つ以上のセンサであり、いくつかの実施形態では、センサは、例えば、モータ位置、モータ回転数などのモータ状態を検出するために構成され、光学センサ、圧力センサ、力測定センサ、速度センサ、電流を検出するためのセンサ、流量センサ、位置センサ（例えば、光学、磁気、電気位置センサ）など、様々なタイプのセンサが使用されてもよい、感知手段１３１５、
－ メモリ１３１３であって、例えば、移動、回転、並進の速度、角度、偏向角などの器具の動きに関連するパラメータ、器具に作用する力の測定値、器具の剛性などの１つ以上のシステムセンサによって得られる指示値、患者の身体に関連し、挿入された器具によって感知されるパラメータ（例えば、心拍、血圧、温度、酸素化レベル、および／または他の感知されるパラメータ）などを保存するメモリ１３１３、
のうちの１つ以上に動作可能に接続される。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイス（本明細書では挿入デバイスとも呼ばれる）は、コンパクトであり、手術室の人員（例えば、看護師、外科医）に対する干渉および／または手術室の機器に対する干渉および／または患者に対する干渉を低減するように、寸法が十分に小さい。いくつかの実施形態では、デバイスのフットプリントは、５００ｃｍ２、２５０ｃｍ２、１８０ｃｍ２、または中間の、より大きい、またはより小さい面積より小さい。いくつかの実施形態では、デバイスの体積は、３５００ｃｍ３、２８００ｃｍ３、２０００ｃｍ３、または中間の、より大きい、またはより小さい体積より小さい。いくつかの実施形態において、デバイスの重量は、１．５ｋｇより低い、１ｋｇより低い、８００ｇより低い、５００ｇより低い、または中間の、より高い、またはより低い重量より低い。
いくつかの実施形態において、ロボットデバイスは、例えば箱形のコンパクトな構成を有する、実質的にブロック形である。他の構成は、円筒形構成、丸みを帯びた（例えばボール形）構成、サドル形、および／またはその他を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、システム１３０１は、統合された撮像モダリティ１３１９を含む。代替的に、システムは、既存の撮像モダリティに動作可能に取り付けられる（例えば、通信する）ように構成される。撮像モダリティは、例えば、Ｘ線透視、ＣＴ、コーンビームＣＴ、ＣＴ透視、ＭＲＩ、超音波、または任意の他の適切な撮像モダリティを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、システム１３０１は、デバイス３０３を患者に対しておよび／または手術用ベッドに対して相対的に配置するための取付具１３２１を含む。いくつかの実施形態では、取付具は、調整可能な固定具を備えるか、または調整可能な固定具に取り付けられるように構成される。任意選択で、患者に対する（例えば、身体入り口の位置に対する）および／またはベッドに対する、システムの高さおよび／または角度および／または距離が、調整可能である。
いくつかの実施形態において、システム１３０１は、例えばハンドルなどの器具の近位部分に動作可能に係合するためのアダプタ１３２３を備えるか、または係合するように構成される。
いくつかの実施形態では、アダプタは、１つ以上のモータ１３０５と、器具を動かすハンドルの１つ以上の構成要素との間の機械的な係合を画定する。例えば、アダプタは、１つ以上のモータまたは関連するトランスミッションを、スライド時に器具チップを偏向させるハンドルのスライダ構成要素、回転時に器具を回転させるハンドルのノブ構成要素、および／または他のハンドル構成要素に接続する。追加的または代替的に、アダプタ自体は、ハンドルの構成要素の動きを駆動するための１つ以上の統合されたモータを含む。
図１４は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットデバイスを使用する一般的な方法のフローチャートである。
いくつかの実施形態では、例えば医師、外科医、および／または他の臨床担当者によって、手術することが決定される（１４０１）。いくつかの実施形態では、手術は、治療目的のためである。追加的または代替的に、手術は診断目的のためのものである。
いくつかの実施形態では、手術は、カテーテル操作を含む。いくつかの実施形態では、手術は、血管系へのおよび／または血管系を通るおよび／または他の非血管内腔構造への、１つ以上の器具の挿入を含む。器具の例は、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、急速交換カテーテル、ガイドカテーテル、バルーンカテーテル、ステントまたはコイル、アブレーション器具、中間カテーテル、吸引カテーテル、超音波カテーテル、圧力カテーテルおよび／または他の器具を含んでもよい。いくつかの実施形態では、手術は、内腔を介することをベースとする処置である。いくつかの実施形態では、手術は、オーバーザワイヤーをベースとする処置である。
いくつかの実施形態では、デバイスは、患者に対して配置される（１４０３）。いくつかの実施形態では、デバイスは、例えば固定具を介して、手術用ベッドに取り付けられる。いくつかの実施形態では、デバイスは患者に、例えば、患者の脚（例えば、大腿部）に、患者の腕に、および／または他の身体部位に取り付けられる。手術用ベッドおよび／または患者へのデバイスの取り付けは、ストラップ、バンド、剛性取り付け、および／または他の取り付け手段を用いて実施されてもよい。
いくつかの実施形態では、ベッドへの取り付けは、マットレスおよび／またはベッドのレールおよび／または床に対して安定化されたスタンドを使用して実施される。次に、システムは、例えば、スナップフィット機構、磁気手段、ストラップ（例えばベルクロ（登録商標））、および／またはその他を介して取り付けられることによって、スタンドに取り付けられることができる。いくつかの実施形態では、スタンドは、様々な大きさの患者および／または異なるベッドの高さ等と共に使用できるように、調整可能である。いくつかの実施形態では、デバイスの位置を設定するとき、高さ、身体への進入角度、患者に対するデバイスの位置合わせのうちの１つまたは複数が選択される。デバイスの位置は、患者の身体またはその一部に対して（例えば、手術用の進入点に対して）、および／または、手術用ベッドに対しておよび／または他の手術室機器、例えば撮像モジュールに対して画定することができる。
デバイスを患者の身体、例えば四肢および／または他の身体部分（例えば脚、腕（任意選択で手のスナッフボックス）、首、足など）に取り付けることの潜在的な利点は、デバイスが身体への入口開口部に近い位置に配置され得ることを含んでもよい。そのような構成では、デバイスと身体との間に延びる器具セグメントの長さが減少し、器具の長さをより効率的に使用することができる可能性がある。いくつかの実施形態では、デバイスは、例えば、デバイスが四肢に取り付けられたときに四肢から横方向に突出することなく、患者の四肢に適合するように十分にコンパクトである（例えば、デバイスは、患者の大腿部から横方向に延びない大きさである）。
いくつかの実施形態では、器具の装填が実行される（１４０５）。いくつかの実施形態では、器具の装填は、（例えば、患者および／またはベッドに対する）デバイスの位置が設定された後に行われ、代替的に、器具の装填は、デバイスの位置が設定される前に行われる。任意選択で、１つ以上の器具がデバイスに予め装填され、任意選択でデバイスと共に提供される。一例として、デバイスは、１つ以上の器具が既に装填されている状態で、滅菌パッケージで提供される。追加的または代替的に、器具は手術室で包装を解かれ、例えば看護師、技術者および／または他の臨床職員によってデバイスに装填される。いくつかの実施形態では、器具は、手術中に、例えば、誘導器具（例えば、ガイドワイヤ）から塞栓器具、カテーテルバルーン、および／または他の治療器具などの治療器具に切り替えるときに装填され、および／または交換される。
いくつかの実施形態では、デバイスは、例えば、器具と器具移動要素（例えば、ホイール、歯車、および／または他のアクチュエータ）との間に直接接触が形成されるように、器具移動要素と装填中の器具との間に遮蔽物（例えば、壁、ラップ、ドレープによる物理的分離）が存在しないかまたは必要とされないように構築されている。任意選択で、滅菌ドレープまたは他のカバーによる覆いは不要である。例えば、手術後に破棄される単回使用デバイスでは、永久的な構成要素を持たないために、滅菌ドレープによってデバイスおよび／または器具に接触するその特定の構成要素を覆う必要がない。デバイスが、分離またはカバーを用いずに、外科器具と直接係合するように構成されるデバイスの潜在的な利点は、より単純で、より効率的で、時間および／または費用効果の高い、準備工程および／または手術後の洗浄工程を含んでもよい。
あるいは、いくつかの実施形態では、デバイス（および／または、器具移動要素などのデバイスの選択された構成要素）は、滅菌ドレープまたはシースによって少なくとも部分的に覆われている。
いくつかの実施形態では、手術は、デバイスのユーザインタフェースを介して、ユニット内に受容された外科器具の動きを制御することによって実行される（１４０７）。デバイスによって制御される器具の例示的な操作には、器具の直線的な前進および／または後退、器具の回転（例えば、器具軸を中心としたロール）、器具のねじり、（例えば、器具の遠位先端を湾曲させることによる）器具の角度配向、（例えば、器具の遠位先端の）関節、器具の近位端から、例えば、遠位先端構造または内部配置を制御して剛性などの器具の機械特性を変えること、が含まれてもよい。
いくつかの実施形態では、器具の操作は、遠隔で行われる。任意選択で、外科医は、別の部屋からシステムを操作する。あるいは、外科医は、手術室に滞在し、ベッドに隣接して、またはベッドから遠く離れて、システムを操作してもよい。
いくつかの実施形態では、器具の操作は、例えば、ガイドワイヤがマイクロカテーテルの管腔内に延びるとき、一方の器具の動きが他方に影響を及ぼす可能性がある方法で、互いに取り付けられ、および／または互いに挿入され、および／または他の方法で組み立てられた器具の操縦を含む。そのような状況において、移動を制御することは、ガイドワイヤおよび／またはマイクロカテーテルの互いに対する「補償」移動を（ユーザ制御を介して、および／または移動の特定時にシステムによって自動的に）実施することを含む場合があり、これは、両者が組み立てられた構成で一緒に駆動されるとき（例えば、ガイドワイヤがユニットの器具移動要素の位置でマイクロカテーテルの内腔内にあるとき、器具が操作されるところで）必要とされる場合がある。一例では、マイクロカテーテルが前進または後退するとき、ガイドワイヤをマイクロカテーテルと共に移動させることなく指定された位置に保持することが望まれ得る。これは、例えば、両方の器具の直線移動機構を駆動するが、反対方向に駆動する（例えば、マイクロカテーテルを遠位に前進させる一方、ガイドワイヤを近位に後退させるようにガイドワイヤ機構を駆動する）ことによって実施することができる。一緒に使用される器具（マイクロカテーテルの管腔内に延びるガイドワイヤなど）の同期制御された動きの潜在的な利点は、例えば、器具の作動機構を逆方向に駆動することによって、一方の器具を前進させながら他方の器具を保持する能力、一方の器具を前進または後退させる一方で他方の器具が効果的にその場に留まること、を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ユーザインタフェースは、デバイス自体に（例えば、システムユニットおよび／またはベースに取り付けられた、画面および／またはボタンおよび／またはジョイスティックとして）、および／または別の医師コンソール上に、および／または別の遠隔制御デバイスに構成される。制御信号は、有線および／または無線通信（例えば、ネットワークベースの通信）を介してデバイスに通信され得る。
いくつかの実施形態では、デバイス（例えば、デバイスコントローラ）は、器具の挿入および／またはデバイスモータの較正のための装填モードと、器具の移動が実施される動作モードとを含むようにプログラムされる。
いくつかの実施形態では、デバイスまたはその特定の構成要素は、操作に続いて破棄される（１４０９）。任意選択で、デバイスは、全体として、任意選択でそれに装填された器具を含めて、破棄される。
図１５は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットデバイスに複数の外科器具を装填する方法のフローチャートである。
いくつかの実施形態では、例えば本明細書に記載されるようなロボットデバイスが準備される（１５０１）。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、ガイドカテーテル、急速交換カテーテルおよび／または他の外科器具のような１つ以上の細長い外科器具が準備される（１５０３）。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤなどの器具の近位ハンドルは、例えば、参照により本明細書に組み込まれる“ＲＯＢＯＴＩＣ ＭＡＮＩＰＵＬＡＴＩＯＮ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＨＡＮＤＬＥ”（ＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＩＬ２０２０／０５１２２５）と題する共同出願ＰＣＴに記載されているように、指定アダプタまたはホルダ（１５０５）と係合状態に配置される。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤは、ロボットデバイスのガイドワイヤ駆動機構の指定されたシャフトに（遠位端方向からなど）通される（１５０７）。次に、シャフトを出る（デバイスのハウジングを存在する）ガイドワイヤの長さの少なくとも一部は、マイクロカテーテルの内腔に通される（１５０９）。
いくつかの実施形態では、（これはまだデバイスに物理的に取り付けられていない）マイクロカテーテルの近位端が、ハウジングからのガイドワイヤの出口ポートでデバイスに固定される（１５１１）。次に、（内部に受容された受容したガイドワイヤを含む）マイクロカテーテルの長さの少なくとも一部が、デバイスのマイクロカテーテル駆動機構の指定されたシャフトに通される（１５１３）。次に、マイクロカテーテルは、（内部に受容されたガイドワイヤと共に）ガイドカテーテルの内腔に通される（１５１５）。
任意選択で、ガイドカテーテルは、ガイドカテーテル駆動機構によって受容または係合され、この機構は、デバイスのハウジングに外部から操作可能に結合されるか、あるいは、デバイス内部に統合されてもよい。
次に、いくつかの実施形態では、１つ以上の器具が患者の体内に導入され（１５１７）、デバイスを用いて操作される。
例示的な使用において、ロボットデバイスは、ガイドワイヤおよび任意選択でマイクロカテーテルを装填される。任意選択で、ガイドカテーテル（その遠位部分）が患者の体内に手動で挿入される。次に、ロボットデバイスは、ガイドカテーテルの近位端に隣接して配置され、ガイドカテーテルは、（任意選択で、ガイドワイヤが受容されるマイクロカテーテルと共に）ガイドカテーテルの内腔に挿入される。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル内腔への挿入は、シール要素を介して行われ、これは、ロボットデバイスの一体型部分であってもよいし、代替的に、これとは別個のものであってもよい。次に、いくつかの実施形態では、ユーザは、ガイドカテーテルの近位端をロボットデバイスに接続する。この時点から、ガイドカテーテルの内腔内でのガイドワイヤおよび／またはマイクロカテーテルの操作（例えば、直線的な前進／後退、および／または回転）、および任意選択でガイドカテーテルから（例えば、血管の内腔に）出る際の操作が、（例えば、遠隔操作インタフェースを介して）デバイスを使用してロボット的に実施され得る。いくつかの実施形態では、例えばある限られた範囲でのガイドカテーテルの直線的な前進および／または後退も、ロボットデバイスを用いて実施される。
図１６Ａ～Ｄは、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムの遠隔制御デバイスの様々な構成である。
いくつかの実施形態では、遠隔制御デバイスは、ユーザ、例えば医師によって手動で保持されるように形成される。任意選択で、遠隔制御デバイスは、操作中に撮像の結果を示すスクリーンなどの視覚的補助のユーザの視界を遮ることなく、ユーザによって保持されるのに十分に軽量かつ小型である。いくつかの実施形態では、遠隔制御デバイスは、ユーザの掌によって把持され、および／またはユーザの指によって係合されるような形状の１つ以上の部分を含む。
いくつかの実施形態では、遠隔制御デバイスは、モジュラロボットシステムと通信する。いくつかの実施形態において、通信は、例えばＷｉ－ｆｉ、赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦ、および／または他の無線モジュールを介して行われる、無線である。
いくつかの実施形態では、遠隔制御デバイスは、モジュラロボットシステムのコントローラを含むか、またはコントローラと通信している。いくつかの実施形態において、システムによって受容された器具の操縦は、遠隔制御デバイスを介して実行される。遠隔制御デバイスによって制御される器具の移動および／または他の操作の例は、器具の直線的な前進および／または後退、器具の軸方向の回転、器具遠位先端の制御、移動速度、固有の器具機能の制御（例えば、バルーンカテーテル内のバルーンの膨張／収縮、ステントの展開および／または前進）、および／または他の器具操作を含んでもよい。
遠隔操作デバイスを介して制御され得る他の機能は、例えば、器具内腔へのおよび器具内腔を通る材料（例えば造影剤、洗浄液）の自動注入、組み立てられたシステム全体の直線移動および／または角度運動（例えば、取付具に対して組み立てられたシステムのスライド）、システムの安全停止、システムのオン／オフ作動、システムまたは特定の構成要素への電力供給、および／または他のシステム機能、を含む。
図１６Ａ～Ｂは、遠隔操作デバイス１６０１の第１の例を示し、図１６Ｃ～Ｄは、遠隔操作デバイス１６０３の第２の例を示す。いくつかの実施形態では、デバイスは、押しボタン１６０５、ジョイスティックハンドル１６０７、手動スライダ１６０９、回転ノブ１６１１などのうちの１つ以上の形態のインタフェースを含む。
いくつかの実施形態では、遠隔制御デバイスは、現在の制御に関してユーザに通知するため、および／またはユーザからコマンドを受信するためなどの画面を含む。
いくつかの実施形態では、遠隔制御デバイスは、器具の迅速な後退のためのインタフェース（例えば、ボタン）を含む。そのようなインタフェースは、緊急時、デバイス故障などの場合、および／または、器具を新しい器具と交換するためなどの器具の計画的な後退のために使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、遠隔制御デバイスはモジュール式である。任意選択で、特定のボタンおよび／または付加的なインタフェースは、選択的に取り付けられる（および／または、その使用を可能にするために露出される）。例えば、（ガイドカテーテル受容ユニットがシステム上に取り付けられている場合、）ガイドカテーテルの移動を制御するためのボタンは、必要なときにのみ使用できるように露出される（例えば、取り外し可能または移動可能なカバーの下に配置される）。別の例では、１つ以上のシステム接合部を介した材料の注入を制御するためのインタフェースは、遠隔制御デバイスに取り付けられ、および／または必要なときに使用するためにカバーが外される。
遠隔制御デバイスは、本システムから離れた位置で操作されてもよい。任意選択で、遠隔制御デバイスは、別の部屋にいる外科医によって操作される。任意選択で、遠隔操作デバイスは、（ベッドに隣接して、またはベッドから離れた位置にある）手術室にいる外科医によって操作される。
いくつかの実施形態では、遠隔制御は、例えば、以下に説明するような、携帯電話、タブレット、コンピュータなどで使用するための画面インタフェースとして構成されてもよい。
図１７は、いくつかの実施形態による、手術用ロボットシステムに関連する画面インタフェースの概略的な一例である。
いくつかの実施形態では、例えば本明細書に記載されるような遠隔制御デバイスに追加的または代替的に、システムと通信する画面インタフェース１７０１が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、画面インタフェースは、（デバイス、および／または撮像手段、および／または医師、および／または病院システムなどからの）データの受信、データの提示、ロボットデバイスとの間のコマンドの送受信、および／またはその他、のために構成される。
いくつかの実施形態では、画面インタフェースは、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、携帯電話アプリケーションとして、および／またはその他で構成されてもよい。
この図に示すユーザインタフェース画面は、器具移動タイプ（例えば、ガイドワイヤ回転、ガイドワイヤ前進／後退、マイクロカテーテル前進／後退、ガイドカテーテル回転、ガイドカテーテル前進／後退）、ガイドワイヤ先端制御（例えばガイドワイヤ先端の偏向）、器具速度および／または移動方向（例えば、「ターボ」モードを使用して速度を上げること、高速または部分的に高速後退を開始すること）、緊急停止（デバイス故障、医療緊急事態などの場合、いくつかの実施形態では、緊急停止ボタンはロボットデバイスへの電力供給を停止する）、２つ（またはそれ以上）の器具を一緒に動かす制御、例えば、システムおよび／または器具と共に使用されるデバイスおよび／または付加的な付属品を含む付属品の制御、ポートからの材料の注入のような、器具移動のカスタム制御、バルーンの膨張、ステントの拡張、先端曲率、器具剛性、を含むロボットデバイスによる器具の操作に関連する機能例および／または表示例を提示するが、これらに限定されない。
図１８Ａ～Ｂは、いくつかの実施形態による、ロボットデバイスの異なる図である。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイス１８０１は、患者に隣接して（例えばベッドに取り付けられて）、および／または、患者に、例えば、患者の四肢（例えば患者の大腿部）に配置される形状および大きさである。図示の例では、デバイス１８０１は、サドル形状の底部１８０３を有するコンパクトなハウジング１８０２から構成される。任意選択で、サドル形状部分は、患者の四肢、ベッドのレール上、指定された取付具（例えば、平面上に配置するための平面底部を有する取付具、図示せず）、および／またはその他に着座する形状および大きさにされる。いくつかの実施形態において、ハウジングの第２の部分１８０５は、サドル底部から延び、第２の部分は、１つ以上の器具駆動機構を収容する。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤは次のようにデバイス１８０１に装填される。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤの近位部分（例えばハンドル）は、任意選択で、蓋１８０９によって覆われた、アクセス可能な区画１８０７内に受容される（区画１８０７はまた、ここでは「アダプタ」または「ホルダ」と呼ばれることがある）。任意選択で、１つ以上のガイドワイヤハンドル構成要素の操作は、ハンドルと係合する（例えば、ハンドルのスライド、ハンドルの回転ノブ、および／または他のハンドル構成要素と係合する）１つ以上の移動体によって、区画１８０７内で実行される。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤのより遠位部分（ハンドルに隣接する）は、開口部１８１３を介して区画１８０７から出る。次に、いくつかの実施形態では、ガイドワイヤのさらにより遠位部分（任意選択で、ガイドワイヤの最遠位端）は、次に、入口開口部１８１１を介してデバイスのハウジング内に挿入され、挿入されたガイドワイヤは、その駆動機構の指定されたシャフト（図示せず）内に受容される。いくつかの実施形態では、ガイドワイヤは、任意選択でハウジングの対向する壁から、開口部１８１５を介して再びハウジングを出る。いくつかの実施形態では、開口部１８１５の位置は、マイクロカテーテルの近位端のための固定点としても機能する。任意選択で、マイクロカテーテルは、ノブ１８１７および／または他の適切な突起に通され、ハウジングに固定される。ガイドワイヤが開口部１８１５を通って出るとき、それはマイクロカテーテルの内腔内に受容される。
いくつかの実施形態では、マイクロカテーテルは、（内部に延びるガイドワイヤと共に）開口部１８１９を介して、マイクロカテーテル駆動機構の指定されたシャフトに挿入されるように、ハウジングの外部で（例えば、「Ｕ」字型に）湾曲される。その後、マイクロカテーテルは（内部のガイドワイヤと共に）、開口部１８２０を介して、反対側の壁でハウジングの外に出る。
いくつかの実施形態では、デバイスのハウジングは、器具長、器具幅（例えば直径）などの器具の大きさの考慮事項に影響されることなく、器具駆動機構を収容するためにのみ形状および大きさを決められる。任意選択で、ハウジングは、器具駆動機構を内部で保護する一方で、器具自体のみが、ハウジングの外部で視認可能および／または接触可能なままである。任意選択で、駆動機構は視認不能である。このような構造の潜在的な利点は、器具駆動機構が（例えば、不要な接触によって）損傷するリスクを低減することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ハウジング自体の中に延びる器具の部分は、器具の全長の２５％より少ない、２０％より少ない、１０％より少ない、５％より少ない、または中間、より大きい、またはより小さい割合となる。駆動機構を収容し、器具の長い部分を内部に受容する必要がないハウジングの潜在的な利点は、小さな寸法および／または小さな重量を有する比較的コンパクトなハウジングを可能にすることを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ハウジングは、蓋のような取り外し可能なまたは可動な部分を含む。任意選択で、蓋は、緊急時および／またはロボットの故障時に、例えば、手動で器具を解放するために開かれる。あるいは、蓋は、器具を交換する必要がある場合に開けられる。
いくつかの実施形態では、蓋の開放は、デバイスモータを初期（ホーム）位置および／または向きに自動的に戻す。任意選択で、器具の作動機構、例えば器具が受容される指定されたシャフトは、シャフトに沿って延びるスロットが開いた蓋の方向に上向きになるように整列されるように回転される。デバイスのハウジングの蓋の開放時にモータおよび／または器具のシャフトが自動的に整列されることの潜在的な利点は、器具の調整および／またはその機構からの取り外しのために器具により容易に接近することができることを含んでもよい。
（代替的に平面として形成され得るサドル形状の底部を含まない）デバイスの上部１８０５の例示的な寸法は、１２ｃｍより少ない軸方向の長さ１８２１、７ｃｍより少ない幅１８２３、９ｃｍより少ない高さ１８２５を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ハウジング１８０２は、プラスチック、アルミニウム、複合材料などの比較的軽量でありながら耐久性のある材料で形成される。任意選択で、材料は、廃棄されたデバイス（例えば、単回使用デバイス）が少なくとも部分的にリサイクルされ得るように、リサイクル可能である。
図１９Ａ～Ｂは、いくつかの実施形態による、ガイドカテーテル駆動ユニットを含む、またはそれに取り付けられた手術用ロボットデバイスを概略的に示す。
図１９Ａ～Ｂは、異なる形状のハウジングを有するロボットデバイスを示す図である。図１９Ａは、図１８Ａ～Ｂで上述されたような、平面的な表面を画定する取り付け部１９２１に着座するロボットデバイスのハウジング１９００を示す。を示す。正方形または長方形の断面プロファイルを有する、実質的に箱形のハウジング１９０２を示す。
いくつかの実施形態において、ガイドカテーテル駆動機構１９０１は、ロボットデバイスに動作可能に結合するように構成された別個の付加的なユニットとして、例えば、デバイスのハウジング１９０３に付設されるように構成される。
いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル駆動ユニットは、（例えば、開口部１９０５を介して）ハウジングを出るマイクロカテーテルが、ガイドカテーテルユニットに装填されたガイドカテーテルの内腔に入るような仕方で、ハウジングに取り付けられる。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテルユニットのハウジングへの取り付けは、（例えば、デバイスのハウジングおよびガイドカテーテル駆動ユニットのハウジングのそれぞれの突起およびくぼみを介する）干渉嵌合結合、（例えば、図１９Ａに示されるように、レール１９０６を含む）スライド取り付けの１つ以上による。
いくつかの実施形態では、レール１９０６は、ガイドカテーテル駆動ユニット１９０１をデバイスのハウジング内に位置する１つ以上のモータに移動可能に結合させ、例えば、モータがガイドカテーテルを動かすためのユニットの前後移動を駆動する。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル駆動機構は、ガイドカテーテルの直線移動および／または回転運動（すなわち、ロール）を駆動するように構成される。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル駆動機構は、ロボットデバイスに電気的に接続し、そこから電力供給を受けるように構成される。あるいは、ガイドカテーテル駆動ユニットは、独立した電源（例えば、バッテリ）を含む。
いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル駆動ユニットは、スナップフィット接続、干渉フィット接続、ピンおよびソケット、および／または他の適切な機械的結合によるなどの機械的接続を介してロボットデバイスに接続する。
あるいは、いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル駆動機構は、ロボットデバイスのハウジングの内部にあり、ロボットデバイスの一体的な部分を形成している。
いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル駆動機構は、選択された距離範囲内でガイドカテーテルの直線移動を駆動するように構成され、例えば、３ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍの距離、または中間、より長いまたはより短い距離を、カテーテルを前進および／または後退させるように構成される。いくつかの実施形態では、これは、患者に予め挿入されたガイドカテーテルの位置の微調整を提供する。
いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル内のマイクロカテーテルがガイドカテーテルと共に移動することを確実にするように、マイクロカテーテル駆動機構は、その移動を補償するように制御され、例えば、マイクロカテーテルはガイドカテーテルと反対方向に移動するように作動させられる。任意選択で、マイクロカテーテル内のガイドワイヤは、単一ユニットとしてマイクロカテーテルと共に移動し、独立した作動を必要としない。
図２０Ａ～Ｃは、いくつかの実施形態による、ガイドカテーテル駆動ユニットの分離機構の一例、ガイドカテーテル駆動ユニットハウジングの一例、およびロボット外科システムに組み立てられたガイドカテーテル駆動ユニットの一例である。
いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル機構（図２０Ａ参照）は、直線移動を駆動するためのモータ２００１、および回転を駆動するためのモータ２００３などの１つ以上のモータを含む。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテル２００５の近位部分は、コネクタ２００９で取り付けられる。いくつかの実施形態では、動作において、モータ２００１は、リードねじ２００７を回転させ、それによってコネクタ２００９を前進または後退させ、それによってガイドカテーテル２００５を前進または後退させる。いくつかの実施形態では、モータ２００３は、コネクタ２００９と共に直線的に移動する。
いくつかの実施形態では、モータ２００３の作動は、コネクタ２００９を回転させ、それによって、ガイドカテーテル２００５を回転（ロール）させる。
図２０Ｂは、ガイドカテーテルユニット２０００の外観図である。いくつかの実施形態では、ユニットは、細長いハウジング２０１１を備え、（図２０Ａに示されるような）リードねじ２００７は、ハウジング全体に延びている。いくつかの実施形態では、ハウジングは、ガイドカテーテル内腔に通じる１つ以上のポートを備える。例えば、材料（例えば液体薬剤、生理食塩水など）をガイドカテーテルの内腔に、および内腔を通して注入することができる注入ポート２０１０が挙げられる。
いくつかの実施形態において、ハウジング２０１１は、ロボットデバイスに取り付けるための形状を有する。一例では、ハウジングは、ロボットデバイスの外部ハウジングに対して傾くことができ、および／または、ロボットデバイスのハウジングで画定されたそれぞれの凹部またはくぼみ内に受容されることなどによって、少なくとも部分的に接続される当接部２０１２を画定する。
図２０Ｃは、ロボットデバイス２０１３に接続されたガイドカテーテルユニット２０００を示す。いくつかの実施形態では、ガイドカテーテルユニットは、デバイスのハウジング２０１５の外壁に結合される。任意選択で、ガイドカテーテルユニットは、患者への挿入方向に遠位方向に延びる。
この例でさらに示されるように、ガイドワイヤ２０１９は、ガイドワイヤホルダ２０２１から、ガイドワイヤ駆動機構の指定されたシャフト内に延び、次にガイドワイヤは、マイクロカテーテル２０２７の固定点としても機能する２０２５でハウジングを出て、ガイドワイヤはマイクロカテーテル内腔に入る。次に、マイクロカテーテルは、２０２９においてデバイスのハウジングに入るように曲げられ、マイクロカテーテル駆動機構の指定されたシャフト内に受容される。マイクロカテーテルは、（中に受容されたガイドワイヤと共に）ハウジングを出ると、ガイドカテーテルユニット２０００によって保持され操作されるガイドカテーテル２００５の内腔内に受容される。
図２１Ａ～Ｃは、いくつかの実施形態による、ロボット外科システムによって作動される器具の回転（ロール）および／または直線移動を作動させるための機構を示す。
いくつかの実施形態では、図２１Ａの例示的な機構に示されるように、指定されたシャフトに挿入されたガイドワイヤ２１０１は、互いに対向するように配置され、それらの間を通過するガイドワイヤに接触する少なくとも１対の駆動ホイール２１０３によって係合される。器具の直線移動を駆動するためのモータ２１０５は、ホイールの回転を作動させ、回転方向に応じて、ガイドワイヤを近位方向または遠位方向に軸方向に移動させる。
いくつかの実施形態において、モータ２１０７は、第１の歯車２１０９の回転を駆動するように構成され、この歯車は、次に（歯車２１０９に隣接またはその上に配置された）第２の歯車２１１１と干渉して、第２の歯車２１１１を回転させる。いくつかの実施形態では、第２の歯車２１１１の回転は、駆動ホイール２１０３およびリニアモータ２１０５を含むアセンブリの回転を生じさせ、アセンブリを（中に保持されたガイドワイヤと共に）全体的に回転させる。
いくつかの実施形態では、歯車２１０９が回転すると、ガイドワイヤのホルダ２１２１を回転させ、ガイドワイヤを回転（ロール）させる。したがって、いくつかの実施形態では、ガイドワイヤの回転（ロール）は、ガイドワイヤに沿った２つの位置、ホルダ２１２１における第１の位置と、ガイドワイヤと共に全体として回転される駆動ホイールおよびリニアモータを含むアセンブリにおける第２の位置とで行われる。ガイドワイヤに沿った２つの位置でガイドワイヤを回転させることの潜在的な利点は、任意選択で１つの位置が湾曲部に近接し、他が湾曲部に対して遠位である場合、例えば、両方の位置での回転の同期した作動によって、任意選択で単一のモータによって両方の位置の回転運動を実行することによって、回転中のガイドワイヤのねじれを低減することを含んでもよい。
ガイドワイヤの長さに沿った２つの位置でガイドワイヤの回転を同じ単一のモータを用いて（例えば、歯車２１０９を動かすモータ２１０７を介して）駆動することの潜在的利点は、例えば、モータの方向および／または速度および／または作動タイミングの間の同期を必要とし得る異なるモータを用いて２つの（またはそれ以上の）位置で回転を駆動することと比較して、ガイドワイヤの回転に対する制御の改善を含んでもよい。２つの異なるガイドワイヤ長さ位置で回転を駆動するために同じ単一モータを使用する別の潜在的な利点は、よりコンパクトで小型のデバイスのハウジングを提供することを含んでもよい。
さらに、または代替的に、歯車２１０９の回転は、（ホルダ２１２１を回転させないこと等によって）ガイドワイヤを直接回転させず、（歯車２１１１が歯車２１０９によって回転されるように）歯車２１１１によって回転されるアセンブリの点からのみ開始するガイドワイヤの回転を作動させる。
いくつかの実施形態では、アセンブリの現在の向き（例えば、回転方向）に関係なくモータに電流を供給するために、１つ以上のスリップリングが使用される。例えば、リール２１１７およびベース２１１９で構成されたスリップリングは、駆動ホイールおよびリニアモータアセンブリへの第２の歯車２１１１の取り付け部に配置される。いくつかの実施形態では、スリップリングは、リニアモータへの電気的結合を維持し、アセンブリの回転方向に関係なくリニアモータを作動させることができるようにする。
図２１Ｂに示す別の例示的な構造では、回転を駆動するモータおよび／またはモータからの回転を伝達する歯車２１１３は、駆動ホイールのアセンブリおよび／または直線移動を駆動するモータ２１０５および／または器具が受容されるシャフトと直接インタフェース接続してもよい。一例では、歯車２１１３は、アセンブリと同様の長軸に沿って配置される。
いくつかの実施形態では、歯車２１１３は、ガイドワイヤが通過するスロット２１２３を備えて形成される。任意選択で、スロット２１２３は、ガイドワイヤが受容される指定シャフト２１２７内のスロット２１２５の直接の延長を形成する。いくつかの実施形態では、スロットは、歯車円周の５度、１０度、２０度の円弧に沿って延びている。歯車を通るスロットの潜在的な利点は、作動機構からのガイドワイヤの取り外しが容易になることを含んでもよい。
図２１Ｃは、ガイドワイヤの直線移動を駆動するシャフト２１２７およびホイール２１０３を含む作動アセンブリを示す断面図である。いくつかの実施形態では、シャフト２１２７は、ガイドワイヤが受容される細長い内腔２１２９を画定し、内腔はスロット２１２５と連通している。いくつかの実施形態では、シャフト２１２７の内壁は、内腔２１２９内のガイドワイヤがホイールの間の経路に正しく導かれる（そしてそこから出る）ように、ホイールの輪郭（例えば曲率２１２８を参照）に一致するように構築される。いくつかの実施形態では、内腔２１２９は、ガイドワイヤをホイールの間に直接入れるために、ホイールの外側の輪郭に近接して延びている。
いくつかの実施形態では、ホイール２１０３は、スロット２１２５によって画定される平面に対して実質的に垂直である平面上に配置される（横たわる）。
あるいは、ホイールは、スロット２１２５によって画定される平面と平行な平面上に配置されてもよい。
ホイールの輪郭に一致するように構成されたシャフトの潜在的な利点は、ガイドワイヤが駆動ホイールの間の経路に送り込まれる（およびそこから出る）際のガイドワイヤの制御を改善することを含んでもよい。別の潜在的な利点としては、ガイドワイヤがその指定経路から外れる滑りおよび／または他の移動の危険性を低減することが挙げられる。
ガイドワイヤの直線移動を駆動するためのホイールを含み、ガイドワイヤの回転を発生させるために全体として回転するように構成されたアセンブリの潜在的な利点は、直線移動を回転運動中に実行できる（またはその逆）ことを含んでもよい。直線移動および回転が同じ物理的位置（ロボットデバイス内部）で作動される二重運動アセンブリの別の潜在的な利点は、例えば、２つの離間した機構がそれぞれ直線移動および回転運動を駆動し、ガイドワイヤがそれらの間に延びる必要がある場合に生じ得る滑りまたは他の望ましくないガイドワイヤの移動を減少させることを含んでもよい。ある機構が回転を作動させ、別の間隔をあけた機構が直線移動を作動させる離間した機構では、ガイドワイヤの回転が回転機構と直線移動機構の間でガイドワイヤの滑りを引き起こすことがある（またはその逆に、ガイドワイヤの直線移動が回転機構からの滑りを引き起こすこともある）。間隔を空けて配置された別個の機構の別の欠点は、アイドル部位での摩擦の誘発（すなわち、現在使用されていない機構で器具セグメントに摩擦を加えること）の可能性であり、これは、他の機構が作動している間に一方の機構の係合を解除するある種の解除機構を必要とする場合がある。
図２２は、いくつかの実施形態による、ガイドワイヤの移動を駆動する機構の例示的な配置を示す図である。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤの回転は、２つ以上の機構によって実施される。任意選択で、ガイドワイヤに係合する２つ以上の機構は、ガイドワイヤの回転（ロール）を引き起こすように構成される。そのような状況では、２つの機構は、例えば、ガイドワイヤがねじれたりよじれたりしないように、同期して制御される。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤ近位部分またはハンドルは、ハンドルを全体として回転させるために回転させるか、および／またはガイドワイヤの回転（ロール）（任意選択で、ガイドワイヤの遠位先端のロール）を発生させる回転可能ノブ（図示せず）などのハンドル構成要素を作動させることによってガイドワイヤの回転を発生させるのに適したアダプタまたはホルダ２２０１内に保持されている。ガイドワイヤは、ハウジングから出るまで、回転する軸２２０３に沿ってホルダ２２０１から延びる。ガイドワイヤがハウジングに再び入るとき、回転（および、この例では直線移動）を作動させるのに適した第２の機構を通過させることができる。第２の機構、例えば図２１Ｂに示すような機構は、ガイドワイヤが延びる軸２２０５を中心としたガイドワイヤの回転（ロール）を作動させるように構成されてもよい。任意選択で、軸２２０５は、軸２２０３と平行であり、器具の作動が行われる平行経路を画定する。あるいは、軸２２０５および２２０３に沿って画定される器具の経路は平行ではなく、例えば、互いに相対的に内向きに角度をなす（“ａｎｇｌｅ ｉｎ”）または外向きに角度をなす（“ａｎｇｌｅ ｏｕｔ”）。
いくつかの実施形態では、機構は、コンパクトなハウジング内に収まるように、同様の高さおよび／または軸方向の長さまで延びている。
図２３Ａ～Ｂは、いくつかの実施形態による、器具の湾曲部を調整することによって器具の長さおよび／または位置を制御することに係る模式図およびフローチャートである。
いくつかの実施形態では、図２３Ａに概略的に示されているように、ロボットデバイス２３０２によって操作される器具２３０１は、２つの位置の間に延びる器具のセグメント２３０７が調整（伸張するまたは短縮）できるように、互いに（デバイスの長さに沿って）離間した２以上の位置２３０３、２３０５で係合される。いくつかの実施形態において、複数の位置２３０３、２３０５は、ロボットデバイスのハウジング２３０２に対する器具２３０１の取り付け点を画定し、一方、セグメント２３０７は、デバイスの外部に（すなわち、デバイスのハウジングの外部に）延びる。
いくつかの実施形態では、複数の位置２３０３、２３０５は、例えば、図示のような「Ｕ」字型の湾曲に、セグメント２３０７の曲がりまたは湾曲を引き起こす方法で、互いに対して相対的に配置される。一例では、複数の位置２３０３、２３０５は、横に並んで配置される。
あるいは、複数の位置２３０３、２３０５は、並んで配置されていない。
いくつかの実施形態では、器具の長さを制御するために、湾曲部（例えば、「Ｕ」字型）の大きさを変え（例えば、拡大または収縮し）、湾曲部のピークとデバイス２３０２のハウジングとの間の最大距離２３０９を変化させる。
いくつかの実施形態において、（例えば、曲率半径２３１０によって画定されるような）湾曲部の程度は、器具の直線移動（例えば、器具が前進または後退する範囲）および／または器具の手動装填によって設定され、器具の長さの特定のセグメントがシステムに装填される。いくつかの実施形態では、湾曲部の程度は、器具の全長に依存する。
いくつかの実施形態において、器具のハウジングへの取り付け点間の距離２３１２は、器具の曲率半径２３１０の関数である。任意選択で、距離２３１２は、器具を曲げることができる最小曲率半径の２倍である。
いくつかの実施形態では、器具のための入口および出口開口部が形成されるハウジングの壁の範囲などのハウジング２３０２の寸法は、器具の曲率半径に応じた大きさであり、例えば、器具の最小曲率半径の少なくとも２倍であるが、デバイスによる操作を意図した器具の最小曲率半径の５倍、６倍、８倍、１０倍または中間、より大きいまたは小さい倍率を超えない。
いくつかの実施形態では、ハウジングの最大寸法（ハウジングの幅またはハウジングの高さなど）は、５～１０ｃｍ、８～２０ｃｍ、１２～４０ｃｍまたはその中間、より長いまたはより短い。
いくつかの実施形態では、デバイスは、器具との２つ以上の係合位置を含み、複数の位置の間に複数の湾曲部（例えば、「Ｕ」字湾曲部）を形成することを可能にする。
複数の位置の間に延びる器具セグメントが長さ調整可能であるような複数の器具係合位置を画定するデバイスの潜在的な利点は、操作される器具の長さに対する制御を改善することを含んでもよい。任意選択で、ロボットデバイスのハウジングからの最後の出口と患者の体内の目標点との間に延びるセグメントなどの最遠位器具セグメントの長さが制御され、それによって、器具遠位先端位置の細かい制御を潜在的に可能にすることができる。いくつかの実施形態では、体内の目標点に向かって器具を前進させると、ハウジングの外部の器具の湾曲部の大きさが減少し、逆に、目標点から器具を後退させると、湾曲部の大きさが増加する。
複数の器具係合位置を画定し、その間に延びる器具セグメントの長さを調整できるデバイスの別の潜在的な利点は、様々な長さの器具を受容し操作する能力を含んでもよい。
複数の位置の間に延びる器具セグメントが長さ調整可能であるように器具係合位置を画定するデバイスの別の潜在的な利点は、湾曲部セグメントがデバイスのハウジングの外部に延び、器具の長さによって実質的に影響を受けない比較的小さな寸法（例えば、軸方向の長さ）のデバイスを潜在的に可能にし、小さな寸法のコンパクトなハウジングを可能にすることを含んでもよい。
図２３Ｂのフローチャートは、図２３Ａの図によって説明される機構の一例である。いくつかの実施形態において、器具の近位端は、ロボットデバイスに固定される（２３２１）。例えば、器具のハンドルは、デバイスの指定されたアダプタまたはホルダによって受け取られ、および／またはデバイスの指定されたアダプタまたはホルダに取り付けられる。この取り付けは、例えば上述したように、第１の係合位置と呼ばれることがある。いくつかの実施形態において、器具のより遠位部分は、ロボットデバイスに通されるか、または挿入される（２３２３）。例えば、器具のより遠位部分は、操作機構の指定されたシャフトに通される（例えば、ガイドワイヤが、器具移動ホイールによって係合されるように挿入される）。この第２の取り付け部は、例えば、上述したように、第２の係合位置と呼ばれることがある。
次に、任意選択で、器具の近位端の固定位置と器具の（例えば、器具移動ホイールによる）係合位置との間に延びる器具セグメントの長さを調整する（２３２５）。
図２４は、いくつかの実施形態による、器具の長さを調整することができる器具の配置を画定するシステム構成を示す図である。
示される一例では、ガイドカテーテルユニット２４０３を含むおよび／またはそれに結合されるロボットデバイス２４０１は、ガイドワイヤ２４０５、マイクロカテーテル２４０７、およびガイドカテーテル２４０９を受容し、移動を駆動するように構成される。いくつかの実施形態では、この一例に示されるように、ガイドワイヤのみの湾曲部２４１１、および湾曲したマイクロカテーテルの内腔の中を延びるときのガイドワイヤの湾曲部２４１３の、２つの「Ｕ」字型の湾曲部２４１１、２４１３が、システムを通過した器具によって画定される。いくつかの実施形態では、湾曲部２４１３の大きさの変化は、湾曲部から遠位にあるセグメントにおけるマイクロカテーテルおよびガイドワイヤの共同移動をもたらす。いくつかの実施形態では、マイクロカテーテルの移動（前進または後退）により、湾曲部２４１３の大きさが変化する。
図２４で観察され得るように、デバイスのハウジング２４０２（すなわちハウジングの複数の壁）は、器具がハウジングによって画定された内側デバイス空間へおよび／またはそこから通過する以下の開口部を画定する。いくつかの実施形態において、ガイドワイヤ２４０５の近位端部分は、デバイスに対してホルダ２４０４で固定され、ガイドワイヤは、次に開口部２４０６でハウジングに入り、開口部２４０８を介して出る、ここで開口部２４０８は任意に、ハウジングの、開口部２４０６を画定した壁に対向する壁に配置される。いくつかの実施形態では、マイクロカテーテル２４０７の近位部分は、ホルダ２４１０でデバイスに固定され、そこでもガイドワイヤがマイクロカテーテルの内腔内に受容される。次に、いくつかの実施形態では、マイクロカテーテルは、開口部２４１２でハウジングに入り、開口部２４１２に対向するハウジングの壁に任意選択で構成される開口部２４１４でハウジングから出る。
図２５は、いくつかの実施形態による、システムの器具移動駆動機構を概略的に示す図である。
いくつかの実施形態では、この例に示されるように、器具移動機構は、互いに平行に配置され、例えば、横に並べられる。器具移動機構が互いに平行である（および任意選択で同様の軸方向範囲に沿って整列される）ことの潜在的な利点は、機構全体に延びる器具が調整可能に湾曲することができ、したがって、可変器具長を提供することを含んでもよい。器具移動機構が互いに平行である（および任意選択で同様の軸方向範囲に沿って整列している）ことの潜在的な利点は、これらの機構を収容するデバイスのハウジングが、器具の実際の長さによって決定されない比較的小さくコンパクトな寸法で維持され得ることを含んでもよい。
本明細書に示される器具移動機構は、ガイドワイヤ２５０２を保持し、任意選択で回転させるための機構２５０１（例えば図２１Ａの説明を参照）と、例えば、ホイール２５０５の組を含む、ガイドワイヤの直線移動を作動させるための機構２５０３と、例えば、ホイール２５０９の組を含む、マイクロカテーテル２５０８の直線移動を作動させるための機構２５０７と、を含む。
いくつかの実施形態では、ガイドワイヤの回転は、機構２５０１、２５０３の一方または両方において、任意選択で（デバイスコントローラによるような）同期の下で実施されてもよい。
図２６Ａ～Ｂは、いくつかの実施形態による、システムによって受容された器具を選択的に係合するための弾性要素（例えば、ばね）を含むデバイス構成の例である。
いくつかの実施形態において、弾性要素（例えば、ばね、バンド）は、駆動ホイールをデバイス内に受容された器具に向かって移動させ（例えば、押し）、ホイールを器具と密接に接触させるように配置され、構成される。追加でまたは代替的に、弾性要素は、デバイス内に受容された器具を駆動ホイールと動作可能に接触するように動かす（例えば、押す、中央寄せする）ように配置され、構成される。
図示の例では、ばね２６０１は、駆動ホイール２６０５を保持するレバー２６０３に取り付けられ、ばねに力が作用すると、レバーはホイールを器具と接触するように動かす。いくつかの実施形態では、力は、蓋の閉鎖のようなハウジングの部分の閉鎖または移動によってばねに及ぼされる。いくつかの実施形態では、ばねは、例えば、器具の取り外しを可能にするために、ホイールを器具から遠ざけるためにレバーを後退させるように構成される。任意選択で、蓋（またはハウジングの他の部分）が開けられるかまたは別様に動かされるとき、ばねが引っ張られ、それによってホイールを器具から遠ざける。
いくつかの実施形態では、ばねは、特定の器具または器具の大きさ（例えば器具の直径）に対して選択された力を及ぼすように、例えば、ある厚さの器具と接触してホイールを配置するように、予め構成される。
図２７は、いくつかの実施形態による、２つ以上の細長い外科器具を操作するために構成されたロボットデバイスの概略ブロック図である。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイスのハウジング２７０１の壁は、細長い外科器具のための２７０５、２７０７などの少なくとも２つの異なる経路が画定される内部ボリューム２７０３を画定する。いくつかの実施形態では、経路は、例えば、壁２７０９および壁２７１１のようなハウジングの２つの対向する壁の間で、内部ボリュームを横切って延びている。任意選択で、ハウジングは、例えば、実質的に長方形の断面プロファイルを有する細長い形状であり、経路は、ハウジングの長さに沿って延びている。
いくつかの実施形態では、経路の各々は、ハウジングの壁に形成された入口開口部と、ハウジングの反対側の壁に形成された出口開口部との間に延在する。図示の例では、経路２７０５は、壁２７０９に形成された入口開口部２７１３と壁２７１１に形成された出口開口部２７１５との間に延び、経路２７０７は、壁２７１１に形成された入口開口部２７１７と壁２７０９に形成された出口開口部２７１９の間に延びている。
いくつかの実施形態では、ハウジングの壁に形成された開口部は、それを通過させる外科器具に応じた形状および／または大きさにされる。例えば、丸みを帯びた（例えば円形の）開口部は、ガイドワイヤまたはマイクロカテーテルなどの円筒形の器具を嵌め込むための大きさであり、開口部の直径は、任意選択で器具の直径よりも５％、１０％、２５％または中間、より高いまたはより小さい割合で大きくならないようにされる。いくつかの実施形態では、開口部は、２つ以上の器具を通過させるための大きさである。任意選択で、開口部プロファイルは、楕円形（例えば楕円体）、矩形、スロット形状および／またはその他である。いくつかの実施形態では、単一の細長いスロットが、両方の内部経路のための開口部として機能する。
いくつかの実施形態では、単一の器具が、ハウジングの内部ボリュームへの入口開口部を通過し、それぞれの出口開口部を介してハウジングを出る。代替的にまたは追加的に、いくつかの実施形態では、伸縮自在に配置された複数の器具（例えば、マイクロカテーテルの内腔内に設けられたガイドワイヤなどの２つの器具）が、同じ入口開口部を一緒に通過し、それぞれの出口開口部を介してハウジングから一緒に出て行く。したがって、そのような例では、第１の器具が第１の内部経路を通過し、ハウジングから第２の器具の内腔に出て、両器具の伸縮式アセンブリが第２の内部経路を通過する。いくつかの実施形態では、器具の伸縮配置は、両方の器具がそれらの内部経路を通過した後に、例えば、ガイドワイヤおよび急速交換カテーテルのそれぞれが内部経路に位置するそれぞれの作動アセンブリを独立して通過した後にガイドワイヤとインタフェース接続することができる急速交換カテーテルの場合、ハウジングの外部で発生する。
いくつかの実施形態では、経路は、同様の平面内、例えば、同様の水平面内、同様の垂直面内、ハウジングの複数の壁の間に斜めに延びる同様の平面内に延びる。いくつかの実施形態では、経路は、平行な軸に沿って延びる。平行軸間の距離２７２１は、例えば、３～１２ｃｍ、２～１０ｃｍ、５～９ｃｍまたは中間、より長いまたはより短い距離の範囲であってよい。
あるいは、ある実施形態では、経路は平行ではなく、例えば、ある経路は対向する壁の間に直接延び、別の経路は対角線または他の間接的な経路をとる。
いくつかの実施形態では、開口部の位置を除いて、ハウジングは密閉されている。任意選択で、ハウジングは、取り外し可能または移動可能なカバーまたは蓋を含む。いくつかの実施形態では、ハウジングは、少なくとも一部が開放されており、例えば、上面のない箱のような形状である。
いくつかの実施形態において、器具を操作するため、および／またはその動きを駆動するために器具と係合するすべての構成要素は、ハウジングの内部ボリュームの中に完全に内包され、これらの構成要素の少なくともいくつかは、器具のために画定された経路に沿って配置されている。いくつかの実施形態において、これらの構成要素は、例えば、図２１Ｂ～Ｃに記載された器具移動要素のような作動アセンブリを含む。
いくつかの実施形態では、示されるように、複数のモータ２７２２、２７２３は、作動アセンブリを駆動するように構成され、例えば、各アセンブリの器具移動要素２７２５（例えば、ホイール）を駆動するように構成される。いくつかの実施形態では、モータおよび器具移動要素は、器具のために画定された経路に沿って配置される。いくつかの実施形態では、２つ（またはそれ以上）の経路の作動アセンブリは、横に並んで整列される。作動アセンブリが横に並んで整列されることの潜在的な利点は、対向する複数の壁２７３３、２７３５の間の短いまたは最小の（任意選択で、デバイスの幅または高さである）距離２７２８を可能にすることを含んでもよい。一例では、距離２７２８は、１５ｃｍ、１２ｃｍ、１０ｃｍまたは中間、より長いまたはより短い距離よりも小さい。
いくつかの実施形態では、２つ以上の経路の作動アセンブリは、同様の軸方向範囲を有する（または、ある軸方向範囲を越えて延在しない）。作動アセンブリが互いに相対的に配置され、および／または一定の軸方向範囲を越えて延びないような大きさにされることの潜在的な利点は、複数の壁２７０９と２７１１との間の（任意選択でデバイス長である）距離２７３０が、移動駆動構成要素を含むために必要となる最小の軸方向範囲に維持され得ることを含んでもよい。一例では、距離２７３０は、１０ｃｍ、７ｃｍ、１２ｃｍまたは中間、より長いまたはより短い距離よりも小さい。いくつかの実施形態では、複数のモータ２７２２、２７２３も、作動アセンブリの軸方向範囲内に、作動アセンブリに近接して配置され、デバイスのコンパクトな設計を促進する。モータを作動アセンブリに近接して、潜在的に作動アセンブリの少なくとも一部と接触して配置する能力は、例えば、作動アセンブリ、モータ、および操作される外科器具の間に障壁（例えば、無菌保護または遮蔽物）が必要ないことにより提供される。
いくつかの実施形態では、２つ以上の経路の作動アセンブリは、ハウジングの複数の壁によって画定される、同じ共有内部ボリューム内に配置される。いくつかの実施形態では、２つ以上の経路の移動駆動構成要素の間に障壁（例えば、内壁、遮蔽物、ドレープなど）は存在しない。いくつかの実施形態では、複数の作動アセンブリとそれらによって操作される器具との間に障壁（例えば、内壁、遮蔽物、ドレープなど）は存在しない。
代替的に、いくつかの実施形態では、部分的な仕切りまたは障壁が提供される。例えば、デバイスのハウジングは、内部ボリュームを完全に塞がない内壁または突起を含み、経路の少なくとも一部の領域が互いに連通している状態を残してもよい。
いくつかの実施形態では、内部経路の作動アセンブリ（例えば、器具が受容されるシャフトおよび／または器具の直線移動を駆動するホイールを含む作動アセンブリ）は、異なる内部経路、例えば隣接経路の作動アセンブリに露出される。
いくつかの実施形態では、複数の経路の作動アセンブリは、シャーシ上に互いに対して配置され、保持される。任意選択で、シャーシは、その周囲に対して露出し、開放されており、例えば、ハウジングが提供されない。
いくつかの実施形態では、経路の作動アセンブリは、少なくとも部分的に、内部経路内の器具の動きを制限し、例えば、経路内に受容された器具の横方向の動きを制限する。例えば、細長い経路によって画定された想定限界の外への器具の移動が制限される。いくつかの実施形態において、器具は、例えば、細長いシャフト（作動アセンブリのシャフトなど、例えば、シャフト２１２７、図２１Ｂ）のスロット内に受容され、経路を通ってチャネル化される。代替的にまたは追加的に、経路は、複数の対向するホイール対の間に生成される経路によって画定される。
いくつかの実施形態では、経路を通って延びることに加えて、器具は、１つ以上の追加の固定位置（本明細書では「固定点」、「係合点」とも呼ばれる）においてデバイスを係合させる。いくつかの実施形態では、固定位置は、ハウジングの外部、ハウジングの内部、または部分的にハウジングの内部および部分的にハウジングの外部に位置するホルダ（２７２７、２７２９など）を含む。いくつかの実施形態において、固定位置は、器具をハウジングに、および／または、１つ以上の他の器具に結合する。例えば、固定位置２７２９において、経路２７０５を通って延びる第１の細長い外科器具２７３１（例えば、ガイドワイヤ）は、固定位置２７２９においてハウジングに結合されている第２の細長い外科器具２７３３（例えば、マイクロカテーテル）内部の内腔に入っている。いくつかの実施形態において、器具２７３１の近位端は、固定位置２７２７においてハウジングに結合される。
いくつかの実施形態では、固定位置２７２７は、器具２７３１の近位ハンドル、例えば、曲げおよび／または剛性の点で器具の遠位部分を操作するハンドルを収容するように形作られ構成される。いくつかの実施形態では、追加のモータ（図示せず）は、２つの位置を通して器具２７３１を回転させるように構成され、そのうちの１つは、（例えば、固定位置２７２７における）器具のハンドルであり、他方は器具のより遠位な領域である。例えば、器具２７３１の一部と関連する作動アセンブリを回転させることによって器具２７３１を回転させるように構成されたモータは、任意選択で、歯車システムを介して器具のハンドルにも動作可能に接続されている。このように、モータは、これらの２つの異なる位置から同時に器具を回転させるように構成される。器具に沿った２つの異なる位置で同じモータによってロール運動を開始するための利点は、器具に加えられるトルクを強化し、作動アセンブリに見出されるその把持位置での器具の滑りのリスクを排除することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、器具のハウジングとの固定位置（２７２７など）と、器具を内部ボリュームに導く入口開口部（２７１３など）は、ハウジングの同じ壁上に位置し、器具のハウジングの外に見出される部分が湾曲部、例えば、Ｕ字湾曲部を形成する。いくつかの実施形態では、例えば図２３Ａ～Ｂに記載されているように、Ｕ字湾曲部の程度は動的に調整可能である。任意選択で、（器具移動要素、例えば、ホイールを介して）器具を直線的に移動させると、ハウジングの壁の外部側に対するＵ字湾曲部の程度が変化する。
いくつかの実施形態では、湾曲部は、デバイスのハウジングの同じ壁からおよび同じ壁へ延びる経路に沿って画定される。
なお、図示の例では、ハウジングは鋭利な角と直線的な壁で構成されるが、例えば、丸い角、湾曲した壁を含む、他の構成も想定される。
いくつかの実施形態では、各経路の作動アセンブリの（例えば、モータを介した）作動は、コントローラ２７３５によって制御される。いくつかの実施形態では、各経路の構成要素は、独立して、しかしなお同期した方法で制御される。
いくつかの実施形態では、コントローラ２７３５は、外部デバイス、例えば、本明細書に記載されるような遠隔制御デバイスによって遠隔的に制御される。
図２８は、いくつかの実施形態による、非限定的にガイドワイヤおよびマイクロカテーテルのような、伸縮配置のために構成された２つ以上の細長い外科器具を操作するためのロボットデバイスを概略的に示し、第１の細長い器具は、第２の細長い器具の内腔内に少なくとも部分的に延在している。
いくつかの実施形態では、ロボットデバイス２８０１は、それらの間に内部ボリューム２８０５を形成する複数の壁を備えるハウジング２８０３を具備する。いくつかの実施形態では、デバイスによって受容され操作される器具２８１０、２８１３が、少なくとも部分的に内部経路に沿って延びるように、２つ以上の内部経路が内部ボリュームの内部に延びている。
いくつかの実施形態では、内部経路の各々は、経路の位置に配置され、例えば、経路の少なくとも一部に沿って軸方向に延びる作動アセンブリを含む。いくつかの実施形態では、２８０６、２８０７などの作動アセンブリは、器具を直線的に移動させるように構成され、例えば、器具を前進および／または後退させるように構成された１または複数の組のホイールである。代替的または追加的に、２８０６などの作動アセンブリは、例えば、器具をその間に把持するホイールの組を回転させることによって、器具をロール方式で移動させるように構成される。
いくつかの実施形態において、作動アセンブリは、複数のモータ、例えばモータ２８１１、２８０８、２８０９に動作可能に結合される。いくつかの実施形態では、モータは、作動アセンブリを動作させて、そこに受容した器具の直線移動を発生させるように構成される。代替的または追加的に、モータは、任意選択で、器具の関連する作動アセンブリのロール運動を全体として発生させることによって、受容した器具のロール運動を、発生させるように構成される。例えば、モータ２８０９は、任意選択で歯車システムを介して直線移動機構２８０７に動作可能に接続され、モータ２８１１と共に直線移動機構２８０７を回転させ、それによって直線移動機構２８０７内に把持されている器具２８１０をロールさせるように構成される。器具と共に直線移動機構全体を回転させるための潜在的な利点は、関連する歯車システムの簡素化、および直線移動とロール移動を共にさせる同時操作の可能性である。モータと作動アセンブリとの間に無菌障壁が存在しないことにより、いくつかの実施形態において、モータ２８１１を直線移動機構２８０６と共に回転させることが可能になる。
図示の例では、第１の細長い外科器具２８１０（例えば、ガイドワイヤ）は、例えば、ハウジングへの入口開口部２８１４とハウジングからの出口開口部２８１６との間の第１の内部経路に沿って延びている。
いくつかの実施形態では、器具２８１０の直線移動はモータ２８１１によって駆動され、器具２８１０の回転はモータ２８０９によって駆動され、両方とも内部経路の位置に（例えば、内部ボリュームを横切る経路によって画定される想定軸に沿って）位置し、構成される。
いくつかの実施形態において、ハウジングからの器具２８１０の出口開口部２８１６において、器具２８１０は、第２の細長い外科器具２８１３、例えば、マイクロカテーテルの内腔内に伸縮自在に受容される。器具２８１３は、順番に、入口開口部２８１５でハウジングに入り、第２の内部経路に沿って出口開口部２８１７まで延び、器具２８１０はその内部で延びている。
いくつかの実施形態において、器具２８１３の直線移動は、作動アセンブリ２８０７によって駆動される。
いくつかの実施形態では、作動機構と複数のモータはすべて同じ内部ボリュームを共有し、その間に障壁または他の物理的な分離がない。
図２９は、例えば、ガイドワイヤ、マイクロカテーテル、およびガイドカテーテルなどの３つの伸縮自在に配置された細長い手術器具を受容するために構成されたロボットデバイスの別の例示的な実施形態を概略的に示している。
いくつかの実施形態において、ロボットデバイス２９０１は、内部ボリューム２９０５を有するハウジング２９０３を備え、入口開口部２９１４および出口開口部２９１６は、それらの間に、第１の細長い外科器具２９１０を受け入れるための第１の内部経路を画定し、入口開口部２９１５および出口開口部２９１７は、それらの間に、第２の細長い外科器具２９１３を受け入れるための第２の内部経路を画定している。
いくつかの実施形態では、作動アセンブリ２９０６、２９０７は、内部経路に沿って配置され、器具を前進、後退、および／または回転させることの少なくとも１つのために、そこに受容された器具と接触するように構成される。いくつかの実施形態では、モータ２９０９、２９１１、２９０８などの複数のモータが、内部経路に近接して配置され、作動アセンブリに動作可能に接続されている。いくつかの実施形態では、モータおよび作動アセンブリは、例えば、それらの間を循環する空気を遮断する障壁なしに、内部経路を収容する同じ内部ボリューム内に見出される。
いくつかの実施形態において、作動アセンブリ２９０７およびモータ２９０８によって例示されるように、１つのモータのみが、細長い外科器具２９１３を前進または後退させるために作動アセンブリに動作可能に接続される。いくつかの実施形態において、２つ以上のモータが、作動アセンブリ２９０６およびモータ２９０９、２９１１によって例示されるように、作動アセンブリに動作可能に接続される。この例では、モータ２９０９、２９１１は、細長い外科器具２９１０を前進、後退、および回転するために作動アセンブリ２９０６に動作可能に接続される。任意選択で、モータ２９０９は、複合体２９０４を回転させることによって器具２９１０を回転させ、複合体２９０４は、少なくとも作動アセンブリ２９０６およびモータ２９１１を備える。
いくつかの実施形態において、細長い外科器具２９１０の近位端は、固定位置２９２０に固定される。いくつかの実施形態において、固定位置２９２０は、器具２９１０の近位端に任意選択で見出されるルアー（図示せず）に取り付けるように構成された突起を含む。あるいは、固定位置２９２０は、器具２９１０の近位端に任意選択で見出されるハンドル（図示せず）を収容する大きさおよび形状の空洞を備える。いくつかの実施形態において、器具２９１０の近位端は、アダプタ２９５０に動作可能に接続されており、このアダプタは、いくつかの実施形態において、例えば、アダプタで受容される器具の近位ハンドル部分の回転によって、器具をその長手軸の周りに回転させる。例えば、少なくともこれら２つの異なる位置から器具２９１０の回転作動を引き起こすために、アダプタ２９０５に動作可能に接続され、同時に複合体２９０４に動作可能に接続されたモータ２９０９を介して示され、例示されるように、いくつかの実施形態において、回転運動を誘発するためにアダプタに動作可能に接続されるモータは、より遠位の位置で器具に関連する作動アセンブリに動作可能に接続される同じモータである。
いくつかの実施形態では、固定位置２９２０と入口開口部２９１４との間の器具２９１０にＵ字型湾曲部が形成される。いくつかの実施形態において、器具２９１０が作動アセンブリ２９０６において直線的に移動されたとき、それは、任意選択で遠位部分が患者の体内に導入されたときに、器具２９１０の遠位端２９３０を前進または後退させる。いくつかの実施形態において、器具２９１０が前進または後退すると、Ｕ字型湾曲部の最大点とハウジング２９０３との間の距離が短縮または伸長される。Ｕ字型湾曲部がハウジング２９０３の外側に形成されることの利点は、ハウジングの大きさがこの距離を収容する必要がなく、デバイスが、デバイスの大きさに依存せずに、器具の長さの範囲を誘導することが可能であることである。
いくつかの実施形態において、１つの細長い外科器具の固定位置は、出口開口部２９１６と重なる固定点２９２２に示され例示されるように、別の細長い外科器具の出口開口部に見出され、そのようにして、器具２９１３が固定位置２９２２に接続されるとき、細長い外科器具２９１０を、出口開口部２９１６を通してハウジング２９０３から直接細長い外科器具２９１３の内腔へ出させる。
いくつかの実施形態において、器具２９１０のための第２のＵ字型湾曲部および器具２９１３のための第１のＵ字型湾曲部は、固定位置２９２２と入口開口部２９１５との間に形成される。いくつかの実施形態において、器具２９１３の遠位端２９４０を前進または後退させるとき、器具２９１０および器具２９１３の両方は、共同湾曲部の最大点とハウジング２９０３との間の距離を伸張または短縮するように移動される。いくつかの実施形態において、（器具２９１０の）遠位端２９３０を移動させずに（器具２９１３の）遠位端２９４０を直線的に移動させることが望まれる場合、モータ２９１１は、両方の器具に影響を与えるモータ２９０７の移動とは反対の方向に器具２９１０を直線的に移動させ、それによって、器具２９１０の遠位端２９３０が、効果的に定位置に立つようにさせる。
いくつかの実施形態では、ハウジング２９０３の外側から固定位置に接続された細長い外科器具（例えば、ガイドカテーテル、またはシース）は、ハウジング２９０３の内部に存在するモータによって操作されるように構成されており、例えば、固定位置２９１７に接続された細長い外科器具２９１９は、直線移動および回転運動用のモータ２９２８、２９２９にそれぞれ動作可能に接続された作動アセンブリ２９２７によって直線的に動かすことが可能である。いくつかの実施形態において、複数のモータ２９２８、２９２９とともに作動アセンブリ２９２７は、すべて、複数のモータ２９０９、２９１１、および２９０８と同じ内部ボリュームに存在し、それらが作動可能に接続されている複数の作動アセンブリ２９０６および２９０７と同じ内部ボリュームに存在する。そのような例示的な実施形態では、少なくとも５つのモータが、複数の細長い外科器具２９１０および２９１３の内部経路と同じ内部ボリューム内に存在する。
いくつかの実施形態において、固定位置２９２４は、伸縮自在に配置された複数の細長い外科器具２９１０、２９１３が出口開口部２９１７を通ってハウジング２９０３を出て細長い外科器具２９１９の内腔に直接入るように、出口開口部２９１７と重なる。いくつかの実施形態において、作動アセンブリ２９２７は、器具２９１３のものと同じ内部経路に沿って配置される。
本明細書で使用される場合、用語「挿入デバイス」および「医療デバイス」、「ロボットデバイス」、「ロボットシステム」、「デバイス」、「システム」などが互換的に使用され得る。いくつかの実施態様では、デバイスはシステムの一部として扱われる。
本明細書で使用する場合、「医療機器」および「医療器具」、「外科器具」、「細長い器具」等の用語は、互換的に使用することができる。
本開示を通じて説明されるいくつかの例は、主に患者の血管へのガイドワイヤの挿入に関するものであるが、これは単純化の理由だけで行われ、本開示の範囲は、ガイドワイヤの挿入のためのデバイスだけに限定されず、追加の医療器具／器具、例えば、マイクロカテーテル、バルーンカテーテルなどの挿入を含むことができる。さらに、本開示の範囲は、血管への医療器具の挿入に限定されず、尿道、胃腸管、気管などの他の体腔への医療器具の挿入を含んでもよい。本願明細書および特許請求の範囲において、「含む」および「有する」という語、並びにその形態は、その語が関連付けられるリストにおける部材に限定されるものではない。
用語「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有している」、およびそれらの活用形は、「含んでいるがこれに限定されない」ことを意味する。
用語「～からなる」は、「～を含み、～に限定される」という意味である。
用語「本質的に～からなる」は、組成物、方法または構造体が、追加の成分、ステップおよび／または部品を含むことができるが、追加の成分、ステップおよび／または部品が、請求された組成物、方法または構造体の基本的かつ新規な特性を実質的に変えない場合にのみ、そのことを意味する。
本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、複数参照のものを含む。例えば、用語「化合物」または「少なくとも１つの化合物」は、それらの混合物を含む複数の化合物を含むことができる。
本願を通じて、この発明の様々な実施形態は、範囲形式で提示されることがある。範囲形式での説明は、単に便宜上および簡潔さのためであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない制限として解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、その範囲内の個々の数値だけでなく、すべての可能な部分範囲を具体的に開示したとみなされるべきである。例えば、１～６という範囲の記述は、１～３、１～４、１～５、２～４、２～６、３～６などの部分範囲と、例えば１、２、３、４、５、６などのその範囲内の個々の数値を具体的に開示したものと見なされるべきである。これは、範囲の広さに関係なく適用される。
本明細書において、数値範囲を示す場合、その範囲内の引用数字（小数または整数）を含むことを意味する。本明細書では、第１の指示数字と第２の指示数字との間の「範囲に亘っている／範囲に亘る」、および第１の指示数字「から」第２の指示数字「まで」の「範囲に亘っている／範囲に亘る」という表現は、互換的に用いられ、第１および第２の指示数字とその間のすべての分数および整数の数字を含むことを意味する。
本明細書で使用する「方法」という用語は、化学、薬学、生物学、生化学および医学の専門家が知っている、または知っている方法、手段、技術および手順から容易に開発される方法を含むが、これらに限定されない指定されたタスクを達成するための方法、手段、技術および手順を意味する。
本明細書で使用される場合、用語「治療する」は、状態の進行を中止、実質的に抑制、減速もしくは逆転させること、状態の臨床的もしくは審美的な症状を実質的に改善すること、または状態の臨床的もしくは審美的な症状の出現を実質的に防止することを含む。
明確さのために、別々の実施形態の文脈で記載されている本発明の特定の特徴も、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡潔さのために、単一の実施形態の文脈で説明されている本発明の様々な特徴は、別々に、または任意の適切な部分的な組み合わせで、または本発明の任意の他の説明された実施形態において好適に提供されることもできる。様々な実施形態の文脈で説明される特定の特徴は、その実施形態がそれらの要素なしでは動作しない場合を除き、それらの実施形態の本質的な特徴と見なされることはない。
本発明は、その特定の実施形態と関連して説明されてきたが、多くの代替案、修正および変形が当業者には明らかであろうことは明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲の主旨および広い範囲内に入るすべてのそのような代替案、修正および変形を包含することが意図される。
本明細書で参照されるすべての刊行物、特許および特許出願は、参照により本明細書に組み込まれることを参照時に個々の刊行物、特許または特許出願が具体的かつ個別に記載されているかの如く参照によりその全体が組み込まれることが、出願人の意図するところである。さらに、本願における任意の文献の引用または特定は、当該文献が本発明の先行技術として利用可能であることを自認するものと解釈してはならない。セクションの見出しが使用されている限り、それらは必ずしも限定的であると解釈されるべきではない。さらに、本願の如何なる優先権文書も、その全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。

Claims (20)

  1. ２つ以上の細長い外科器具を少なくとも部分的に受容しているときに、前記２つ以上の細長い外科器具の移動を駆動するためのコンパクトなロボットデバイスであって、
    共有内部ボリュームを画定する複数の壁を含むハウジングであって、前記ハウジングは、前記共有内部ボリューム内に、
    前記２つ以上の細長い外科器具のそれぞれの少なくとも一部を収容するための少なくとも２つの内部経路と、
    複数のモータと、
    ２つ以上の器具作動アセンブリであって、前記２つ以上の作動アセンブリの各々は、前記２つ以上の内部経路の１つの位置に構成され、前記２つ以上の作動アセンブリの各々は、前記複数のモータのうちの少なくとも１つによって駆動され、前記２つ以上の作動アセンブリの各々は、前記２つ以上の細長い外科器具が前記少なくとも２つの内部経路にそれぞれ少なくとも部分的に受容されているときに、前記２つ以上の細長い外科器具の少なくとも１つと動作可能に接触し、前記細長い外科器具を前進、後退、および／または回転の少なくとも１つをさせるように構成された、２つ以上の器具作動アセンブリと、
    を内包するハウジングを備える、ロボットデバイス。
  2. 前記共有内部ボリュームは、前記複数のモータを前記２つ以上の作動アセンブリから分離する内部障壁を有しない、請求項１に記載のロボットデバイス。
  3. 前記複数のモータを前記２つ以上の作動アセンブリから分離する壁、ドレープ、遮蔽物、または無菌保護がない、請求項２に記載のロボットデバイス。
  4. 前記２つ以上の内部経路の各々は、入口開口部と出口開口部との間で前記内部ボリュームを横切って延び、前記入口開口部と前記出口開口部とは、前記デバイスのハウジングの対向する複数の壁に構成され、前記内部ボリュームと連通している、請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  5. 前記作動アセンブリの各々は、複数のホイール対を備え、各ホイール対は、その間に前記内部経路を画定するように配置された対向するホイールの組を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  6. 前記対向するホイールの少なくともいくつかは、前記内部経路内で前記細長い外科器具を前進および後退させるために回転し、前記細長い外科器具の長軸を中心として前記細長い外科器具を回転させるように構成される、請求項５に記載のロボットデバイス。
  7. 前記器具作動アセンブリが、両方とも前記ハウジングの前記複数の壁の内側に閉じ込められ、そして前記２つ以上の細長い外科器具の一部のみが、前記デバイス内に受容されたときに、前記ハウジングから少なくとも１ｃｍ離れる距離まで前記ハウジングの前記壁から外側に延びる、請求項１から６のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  8. 前記２つ以上の細長い外科器具の少なくとも１つの近位端を前記ハウジングに固定するために、前記ハウジングの壁の外部に少なくとも１つの固定位置が画定され、一方、前記細長い外科器具のより遠位部分が、前記２つ以上の内部経路の１つの内部で前記ハウジングの内部に受容される、請求項１から７のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  9. ハウジングからの出口開口部を通って前記内部ボリュームから出る細長い外科器具が、前記２つ以上の細長い外科器具のうちの第２の細長い外科器具の近位端の内腔に導かれ、２つの細長い外科器具の伸縮配置を形成するように、前記少なくとも１つの固定位置が、前記ハウジングからの前記出口開口部に位置する、請求項８に記載のロボットデバイス。
  10. 前記少なくとも１つの固定位置が、前記少なくとも１つの細長い外科器具の近位ハンドルを収容するように形作られ構成された空洞を画定する、請求項８に記載のロボットデバイス。
  11. 前記内部ボリュームが２８００ｃｍ３より小さく、かつ、前記デバイスが８５０ｇより少ない重量を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  12. 前記ハウジングの寸法は、３０ｃｍより短い高さ、３０ｃｍより短い幅、３０ｃｍより短い長さを含み、前記少なくとも２つの内部経路の各々は、前記長さに沿って軸方向に延びる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  13. 前記２つ以上の細長い外科器具は、ガイドワイヤおよびマイクロカテーテルを含み、前記ガイドワイヤは、前記マイクロカテーテルの内腔を通って少なくとも部分的に延びるように構成される、請求項１に記載のロボットデバイス。
  14. 前記２つ以上の作動アセンブリを駆動するための前記複数のモータを制御するように構成されたコントローラを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  15. 前記コントローラは、外部の遠隔操作デバイスによって遠隔操作される、請求項１４に記載のロボットデバイス。
  16. 前記２つ以上の細長い外科器具のうちの１つ以上が、前記内部経路内に受容されたとき、前記ハウジングの前記壁から外側に延び、前記デバイスのハウジングの外部に湾曲部を形成する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  17. 前記作動アセンブリの各々が、前記細長い外科器具が通って延びるための前記内部経路の長さの少なくとも一部に沿って軸方向に延びる専用の細長いシャフトを備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  18. 第３の作動アセンブリを備え、前記第３の作動アセンブリは、前記ハウジングに結合され、前記ハウジングの内部に存在するモータによって作動されて、第３の細長い外科器具を動かす、請求項１から１７のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
  19. 請求項１に記載のロボットデバイスと、
    ガイドワイヤであって、前記ガイドワイヤの少なくとも一部が前記少なくとも２つの内部経路の１つに沿って延びるように前記デバイスに装填するための、ガイドワイヤと、
    マイクロカテーテルであって、前記マイクロカテーテルの少なくとも一部が前記少なくとも２つの内部経路のうちの第２のものに沿って延びるように前記デバイスに装填するための、マイクロカテーテルと、
    を備える、キット。
  20. 請求項１に記載のロボットデバイスと、
    ガイドカテーテルの移動を駆動するための付加的なユニットであって、前記ロボットデバイスの前記ハウジングに機械的に取り付け可能な付加的なユニットと、
    を備える、外科手術システム。
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